RGN N° 6 Novembre-Décembre 2010 p. 63–68

ACSEPT, A European Project for a New Step in the Future Demonstration of Advanced Fuel Processing

¹ CEA
² CIEMAT
³ NNL-UK
⁴ CHALMERS
⁵ FZK-INE
⁶ FZJ
⁷ CNRS
⁸ JRC-ITU
⁹ ENEA
¹⁰ ALCAN
¹¹ NRG

Abstract

For more than fifteen years, a European scientific community has joined its effort to develop and optimise processes for the partitioning of actinides from fission products. In an international context of “nuclear renaissance”, the upcoming of a new generation of nuclear reactor (GenIV) will require the development of associated advanced closed fuel cycles which answer the needs of a sustainable nuclear energy: the minimization of the production of long lived radioactive waste but also the optimization of the use of natural resources with an increased resistance to proliferation.

Actually, Partitioning and Transmutation (P&T), associated to a multi-recycling of all transuranics (TRUs), should play a key role in the development of this sustainable nuclear energy. By joining together 34 Partners coming from European universities, nuclear research bodies and major industrial players in a multi-disciplinary consortium, the FP7 EURATOM-Fission Collaborative Project ACSEPT (Actinide reCycling by SEParation and Transmutation), started in 2008 for four year duration, provides the sound basis and fundamental improvements for future demonstrations of fuel treatment in strong connection with fuel fabrication techniques. Consistently with potentially viable recycling strategies, ACSEPT therefore provides a structured R&D framework to develop chemical separation processes compatible with fuel fabrication techniques, with a view to their future demonstration at the pilot level.

ACSEPT is organized into three technical domains: (i) Considering technically mature aqueous separation processes, ACSEPT works to optimize and select the most promising ones dedicated either to actinide partitioning or to group actinide separation.

(ii) Concerning high temperature pyrochemical separation processes, ACSEPT focuses on the enhancement of the two reference cores of process selected within previous projects. R&D efforts are now devoted to key scientific and technical points compulsory for building a whole separation process.

(iii) All experimental results are integrated by carrying out engineering and systems studies on hydro- and pyrochemical processes to prepare for future demonstration at a pilot level. In parallel, with a view to consolidate future actinide recycling strategies, ACSEPT was in charge of the design of the minor-actinide containing pins, prior to their fabrication in the FP7-FAIRFUELS project.

In parallel, a training and education programme is also implemented to share the knowledge among partitioning community and present and future generations of researchers. Specific attention is given to the funding of multipartite post-doctorate fellowships and crosscutting activities.

Résumé

Depuis plus de quinze ans, la communauté scientifique européenne s’est regroupée pour développer et optimiser des procédés de séparation des actinides. Dans un contexte international de “renaissance nucléaire”, le développement d’une nouvelle génération de réacteur nucléaire (GenIV) nécessitera le développement de cycles avancés du combustible associés qui répondent aux besoins d’une énergie nucléaire durable : la minimisation de la production de déchets radioactifs, mais aussi l’optimisation de l’utilisation des ressources naturelles avec une résistance accrue à la prolifération.

Une stratégie de séparation-transmutation (P&T), associée à un multi-recyclage de tous les transuraniens (TRU), devrait jouer un rôle clé dans le développement de cette énergie nucléaire durable. En réunissant 34 partenaires (universités européennes, organismes de recherche nucléaire et les grands acteurs industriels) dans un consortium multi-disciplinaire, le projet européen ACSEPT (Actinide reCycling by SEParation and Transmutation), lancé en 2008 pour une durée de quatre ans, a pour objectif de contribuer à l’amélioration des procédés de traitement avancé du combustible. En cohérence avec les stratégies de recyclage potentiellement viables, ACSEPT fournit donc un cadre structuré de R & D pour développer des procédés de séparation chimique compatible avec les techniques de fabrication de combustible, en vue de leur démonstration à venir au niveau du pilote.

ACSEPT est organisé en trois domaines techniques : (I) Compte tenu de la maturité technique des procédés de séparation hydrométallurgiques, ACSEPT se concentre sur l’optimisation et la sélection des options les plus prometteuses consacrées soit à la séparation poussée des actinides (DIAMEX-SANEX), soit à la séparation groupée (GANEX).

(Ii) En ce qui concerne les procédés de séparation pyrochimiques, ACSEPT se concentre sur l’amélioration des deux coeurs de procédés de référence sélectionnés lors des projets antérieurs. Les efforts de R & D sont actuellement consacrés à l’étude de points clés scientifiques et techniques impératifs pour permettre le développement d’un schéma de procédé complet.

(Iii) Tous les résultats expérimentaux sont intégrés en réalisant des études d’ingénierie et de systèmes sur les processus hydro- et pyrochimiques pour préparer, dans l’avenir, une démonstration au niveau pilote. En parallèle, ACSEPT est en charge de la conception des d’aiguilles contenant des actinides mineurs, avant leur fabrication dans le projet FP7-FAIRFUELS.

Un programme de formation et d’éducation est également mis en place pour partager les connaissances parmi la communauté et les générations présentes et futures de chercheurs. Une attention particulière est accordée au financement de bourses post-doctorales ou permettant l’échanges d’étudiants entre partenaires sur des périodes de deux à trois mois.