Le démantèlement nucléaire, selon l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), doit s'appliquer à tout site nucléaire arrivé en fin de vie afin de ne créer aucun risque inacceptable auprès des populations et de l'environnement, et permettre la réutilisation du site pour d'autres usages. L'abandon pur et simple du site après usage n'est pas considéré comme une solution acceptable car il pourrait se dégrader et occasionner un risque pour son environnement. Le démantèlement nucléaire implique l'arrêt total et définitif de l'exploitation, la démolition des bâtiments, ainsi que - en raison des spécificités des matières radioactives utilisées par l'industrie nucléaire - des mesures draconiennes de radioprotection pour les personnes intervenant sur le chantier, le confinement, le conditionnement puis l'évacuation des déchets radioactifs ou dangereux (pour des raisons de toxicité chimique ou radioactive). Outre les éléments directement et normalement contaminés, il est aussi nécessaire de repérer et traiter les contaminations accidentelles (à la suite d'éclaboussures, de fuites, etc.) et les contaminations indirectes (les flux de neutrons ont par exemple activé la cuve et à un moindre degré les structures internes en béton, ou les éléments du combustible nucléaire ont pu contaminer les structures d'une piscine de désactivation). La notion générale de démantèlement nucléaire décrit : le démantèlement des systèmes d'armes nucléaires (notamment cadré par des conventions internationales visant à freiner la course aux armements) ; le démantèlement d'engins à propulsion nucléaire (sous-marin, porte-avions, brise-glace...) le démantèlement d'une installation nucléaire (militaire ou civile) ; la durée d'un démantèlement d'une centrale est aujourd'hui estimée à trente ans (de l'arrêt du réacteur à la remise du site à l'état initial). Les matériels et équipements des réacteurs nucléaires ont été dimensionnés pour une certaine durée de vie (parfois revue à la hausse).

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