L'uranium enrichi pour les nuls !



Depuis des mois, pas un jour ne passe sans qu'à la télévision ou à la radio on nous parle de cet uranium iranien enrichi. On n’entend parler que de ça. Mais comment de l’uranium pourrait-il s’enrichir ?

L’uranium naturel est présent dans pratiquement tous les milieux naturels : roches et eau. Il y a en effet 3 mg/tonne d’uranium dans l’eau de mer ce qui représente tout de même 4,5 milliards de tonnes d’uranium sur Terre!
L’uranium est tout de même relativement répandu dans l’écorce terrestre. La concentration d’uranium dans ces roches est de l’ordre de 3 g/tonne, à titre d’exemple, un jardin carré de 20 m de côté contient, pour une profondeur de 10 m, environ 6 kg d’uranium.

L’uranium naturel est composé de trois isotopes (même nombre de protons mais de masse atomique différente) : l’uranium 235, l’uranium 238 et l’uranium 234.

L’uranium 235 est le seul nucléide naturel qui soit fissile, ou fissible : il est donc susceptible de subir la fission nucléaire.
Pour alimenter les réacteurs nucléaires, l’uranium naturel doit être enrichi en uranium 235.

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.
Pour alimenter les réacteurs nucléaires, il faut disposer d’un combustible dont la proportion d’uranium 235 se situe entre 3 et 5 %, car seul cet isotope de l’uranium peut subir la fission nucléaire libératrice d’énergie. Or, dans 100 kg d’uranium naturel, il y a 99,3 kg d’uranium 238 et 0,7 kg d’uranium 235, soit 0,7 % seulement d’uranium 235 fissile. L’opération consistant à augmenter la proportion d’uranium 235 est appelée enrichissement.

L’enrichissement est une opération difficile car, comme tous les isotopes d’un même élément, l’uranium 235 et l’uranium 238 se ressemblent beaucoup et ont quasiment les mêmes propriétés chimiques. Cependant, il est possible de les différencier grâce à leur légère différence de masse. En effet, l’uranium 235 est un tout petit peu plus léger que l’uranium 238.
C’est pourquoi, actuellement, l’enrichissement de l’uranium est basé sur la différence de mobilité due à cette faible différence de masse. De tous les procédés d’enrichissement étudiés jusqu’à présent, deux ont été développés à l’échelle industrielle: la diffusion gazeuse et l’ultracentrifugation

- 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.
- 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.

Synthèse : MKM

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