Uranium
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Uranium naturel

Abondance

L'uranium est une ressource non renouvelable, pas toujours facilement exploitable dans des conditions économiques acceptables.

L'uranium est répandu dans les profondeurs du globe (la désintégration d'uranium 238 et 235 et d'autres radionucléides entretient encore en chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) le cœur métallique, mais surtout le manteau rocheux de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...), et donc toute sa géothermie (La géothermie, du grec géo (la terre) et thermie (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à...).

Il est plus abondant dans la nature que l'or ou l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.). Il est également présent dans toute l'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus généralement des plantes ligneuses.) terrestre, surtout dans les terrains granitiques et sédimentaires, à des teneurs d'environ 3 g/tonne. Ainsi, le sous-sol d'un jardin sur un carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un...) de 20 m de côté peut-il en contenir, sur une profondeur de 10 m, environ 24 kg. Ce qui fait de l'ordre du millier de milliards de tonnes rien que pour l'écorce terrestre, sans compter le manteau. En terme de réserve mondiale, cependant, l'immense majorité de cette 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...) est bien sûr inexploitable dans les conditions économiques actuelles.

L'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.) contient environ 3 mg d'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...) par m3 selon le CEA et la COGEMA (Areva NC, précédemment Cogema[1] (Compagnie générale des matières nucléaires, jusqu'au 1er mars 2006), créée en 1976, est une entreprise française, filiale à 100 % du groupe public Areva,...), soit 4,5 milliards de tonnes d'uranium dissout dans les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a...).

Les eaux douces en contiennent souvent aussi en diverses concentrations ; dont par exemple le Rhône (Le Rhône est un fleuve d'Europe. Long de 812 kilomètres, il prend sa source, dans le glacier du Rhône, à Gletsch, en Suisse, à l'extrémité...) qui en charrie environ 29 t/an, provenant essentiellement du ruissellement des roches uranifères des Alpes. Pourtant, en extraire de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) ne serait pas énergétiquement rentable.

Dans la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) et les eaux naturelles

Les concentrations en uranium (l'élément chimique uranium) dans les eaux « naturelles » sont les suivantes :

  • La mer : 3,3 µg/l
  • Le Rhône : 0,56 µg/l (débit annuel d’uranium = 29 tonnes)
  • L'Indus : 4,94 µg/l
  • Le Gange : 7 µg/l
  • Le Huang Ho : 7,5 µg/l

Dans les eaux de boisson :

  • Eau de Badoit : 58 µg/l à la source, 5,45 µg/l après traitement
  • Eau de Vichy : 20 µg/l
  • Le seuil OMS pour les eaux de boisson est fixé temporairement à 2 µg/l

Ce seuil temporaire de 2003 de l'OMS est maintenant obsolète, le nouveau seuil est de 1,4 mg/l avec une recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des recommandations, qui si elles sont...) à 15 µg/l depuis 2006. (voir aussi en fin d'article pour les références).

Découverte

Minerai d'uranium.

L'uranium est mis en évidence en 1789 par le chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou...) prussien Martin Heinrich Klaproth qui examine un morceau de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est...) qu'on lui a apporté de Saint Joachimsthal. Cette roche est de la pechblende (UO2), un minerai d'uranium. Klaproth donna le nom d'« urane » ou « uranite » au composé qu'il venait d'identifier, en référence à la découverte de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...) Uranus faite par William Herschel 8 ans plus tôt (1781).

Ce n'est qu'en 1841 que le chimiste français Eugène-Melchior Péligot établit que l'urane était composé de deux atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et d'un de 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...) qu'il isola et nomma uranium. Il estima alors la masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une caractéristique du matériau appelée masse volumique: ) de l'uranium à 19 g/cm3.

Le Français Henri Becquerel (Antoine Henri Becquerel est un physicien français né le 15 décembre 1852 à Paris et décédé le 25 août 1908 au Croisic.) ne découvrit la propriété radioactive de l’uranium que beaucoup plus tard, en 1896, lorsqu'il constata que des plaques photographiques placées à côté de sels d'uranium avaient été impressionnées sans avoir été exposées à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...). Les plaques avaient été noircies par les rayonnements émis par les sels : c'était la manifestation d'un phénomène jusqu'alors inconnu, la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le thorium, est un phénomène physique naturel au cours duquel...) naturelle.

Gisements et exploitation

Le minerai d'uranium est appelé uraninite, ou pechblende. Ce minerai, extrait notamment au Congo (Hiroshima et Nagasaki), Canada, en Russie, au Kazakhstan, en Namibie et au Niger, est néanmoins trop peu concentré en 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...) fissile pour être utilisé directement dans les centrales nucléaires de type Pressurized Water Reactor. C'est la raison pour laquelle il doit être purifié sous forme de yellowcake puis enrichi en uranium 235 dans des centrifugeuses. Les centrales de type CANDU utilisent l'uranium naturel mais exigent beaucoup d'eau lourde (L'eau lourde est de l’oxyde de deutérium (formule : D2O ou 2H2O). Chimiquement, elle est identique à l’eau normale (H2O), mais les atomes d’hydrogène dont elle est composée en sont des...) comme modérateur.

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