Enrichissement de l'uranium
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L'enrichissement de l’uranium est le procédé consistant à augmenter la proportion d'isotope fissile dans l’uranium. L'opération la plus commune est l'enrichissement de l'uranium naturel en son isotope 235.
Par abus de langage, l'enrichissement est aussi le taux d'enrichissement d'un combustible en matière fissile.
L’uranium naturel contient 0,72 % d’uranium 235. Or pour provoquer une réaction de fission nucléaire dans les réacteurs à eau pressurisée, il faut disposer d’un uranium qui contienne entre 3 et 5 % de l’isotope 235. Les deux isotopes U235 et U238 ayant les mêmes propriétés chimiques, on se base sur une propriété physique, la légère différence de masse moléculaire.
L’enrichissement de l’uranium est à la base de l’industrie nucléaire civile et aussi militaire.
Il existe plusieurs méthodes d’enrichissement :
- La diffusion gazeuse : ce procédé est basé sur la différence de masse, très faible, existant entre les molécules d’hexafluorure d’uranium 235, plus légères que celles d’hexafluorure d’uranium 238. En les faisant filtrer à travers des membranes adaptées, on arrive en multipliant suffisamment le nombre de cycles à obtenir de l’uranium enrichi. En France, ce procédé est utilisé à grande échelle dans l’usine du Tricastin (Eurodif).
- L’ultracentrifugation : basé lui aussi sur la différence de masse entre les molécules d’hexafluorure d’uranium, ce procédé consiste à utiliser des centrifugeuses tournant à très grande vitesse. L’uranium 238 plus lourd se retrouve projeté progressivement en périphérie.
- Le Chemex : un procédé chimique, qui consiste en des échanges répétés entre une phase aqueuse d'uranium trivalent et une phase organique d'uranium tétravalent. Les solutions sont préparées en utilisant l'uranium naturel et non l'UF6. Cette technologie n'est pas arrivée à une maturité suffisante pour être développée.
- La Séparation Isotopique par Laser sur la Vapeur Atomique de l’uranium (SILVA), par laquelle l'uranium métal est vaporisé et des faisceaux laser éclairent cette vapeur et ionisent sélectivement l'uranium 235, qui est collecté sur des plaques chargées négativement. L'uranium 238, encore neutre, se condense sur le toit du séparateur. Cette technologie n'est pas arrivée à une maturité suffisante pour être développée.
La centrifugation, qui semble actuellement la technologie la plus performante, est une technologie 10 à 40 fois moins énergivore que la diffusion gazeuse.
[modifier] Site d'enrichissement de l'uranium
- Usine d'enrichissement d'Eurodif, centrale nucléaire du Tricastin (France)
- Usines d'enrichissement à en:Piketon, Ohio (près de Portsmouth) et en:Paducah, Kentucky(États-Unis)
