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 (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent : plus abondant que l'argent, autant que le molybdène...) naturel en son isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons....) 235.

Par abus de langage, l'enrichissement est aussi le taux d'enrichissement d'un combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de...) en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...) fissile.

L’uranium naturel contient 0,72 % d’uranium 235. Or pour provoquer une réaction de fission nucléaire (La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium et de...) dans les réacteurs à eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) pressurisée, il faut disposer d’un uranium qui contienne entre 3 et 5 % de l’isotope 235. Les deux isotopes 235U et 238U ayant les mêmes propriétés chimiques, on se base sur une propriété physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...), la légère différence de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) moléculaire.

L’enrichissement de l’uranium est à la base de l’industrie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) civile et aussi militaire.

Il existe plusieurs méthodes d’enrichissement :

  • La diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une...) 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de cycles à obtenir de l’uranium enrichi. En France, ce procédé est utilisé à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme...) dans l’usine du Tricastin (Eurodif).
  • L’ultracentrifugation : basé lui aussi sur la différence de masse entre les molécules d’hexafluorure d’uranium (mélange de 238UF6 et 235UF6), ce procédé consiste à utiliser des centrifugeuses tournant à très grande vitesse (On distingue :). L’uranium 238 plus lourd se retrouve projeté progressivement en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.).
  • Le Chemex : un procédé chimique, qui consiste en des échanges répétés entre une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) aqueuse d'uranium trivalent et une phase organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) d'uranium tétravalent. Les solutions sont préparées en utilisant l'uranium naturel et non l'UF6. Cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) n'est pas arrivée à une maturité suffisante pour être développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la...).
  • La Séparation Isotopique par Laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain « light...) sur la Vapeur () Atomique de l’uranium (SILVA), par laquelle l'uranium métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux...) 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 (Le toit est la structure couvrant la partie supérieure d'un édifice, permettant principalement de protéger son intérieur contre les intempéries et l'humidité.) 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.

Site d'enrichissement de l'uranium

  • France : usine d'enrichissement d'Eurodif (Eurodif, qui signifie European Gaseous Diffusion Uranium Enrichissement Consortium, est une usine d'enrichissement de l'uranium implantée dans le site nucléaire du Tricastin à Pierrelatte dans la Drôme, fondée par Georges...), centrale nucléaire (Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur, dont une partie est transformée en électricité (entre 30 % et...) du Tricastin
  • États-Unis : usines d'enrichissement à Piketon (Ohio) et Paducah (Kentucky)
Portail de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.)

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