Language
Country/Area
No result found
La différence entre l’uranium 235 et l’uranium 238 : quel est leur lien ?
Dans le monde de l’énergie nucléaire, divers isotopes de l’uranium jouent un rôle important, en particulier l’uranium 235 (235U) et l’uranium 238 (238U). L'uranium naturel est principalement composé de trois isotopes : l'uranium 238, l'uranium 235 et l'uranium 234. Ces isotopes présentent certaines différences de structure, qui ont des répercussions considérables sur l'utilisation de l'énergie nucléaire et des armes nucléaires. Cet article examinera de plus près les propriétés de l’uranium 235 et de l’uranium 238, ainsi que leurs relations.
L'uranium 235 est le seul nucléide naturel capable de subir une fission à l'aide de neutrons thermiques.
L'uranium 238 représente plus de 99 % de l'uranium naturel, tandis que l'uranium 235 n'en représente qu'environ 0,7 %. Cela rend l’uranium 235 relativement rare, et pourtant c’est précisément en raison de ses propriétés fissiles qu’il est un composant clé du combustible nucléaire. Lorsque l’uranium 235 absorbe un neutron thermique, il subit une fission, libérant de l’énergie et des neutrons supplémentaires, une propriété qui en fait un combustible idéal pour les réacteurs nucléaires.
Extraction et traitement de l'uranium
Une fois l’uranium extrait, il subit une série d’étapes de traitement pour extraire l’uranium qui peut être utilisé dans des réactions nucléaires. Le minerai d’uranium est d’abord broyé pour produire du « yellowcake », un produit concentré contenant de l’oxyde d’uranium. Le résultat de ce processus est la matière première nécessaire au traitement ultérieur de l’uranium.
Le « yellowcake » extrait du minerai d'uranium après broyage contient environ 80 % d'uranium, contre environ 0,1 % pour le minerai d'origine.
Parallèlement, le traitement ultérieur de l’uranium varie en fonction de son utilisation prévue. L’uranium peut être converti en dioxyde d’uranium pour être utilisé dans des réacteurs qui ne nécessitent pas d’uranium enrichi, ou en fluorure d’uranium pour être enrichi afin de produire du combustible à base d’uranium hautement enrichi. Cependant, l’enrichissement de l’uranium 238, malgré son absence de fissionnabilité, est toujours présent dans la plupart des procédés d’enrichissement commerciaux.
Enrichissement et utilisations de l'uranium
La plupart des réacteurs nucléaires actuels nécessitent de l’uranium enrichi, qui contient généralement de l’uranium 235 à une concentration comprise entre 3,5 % et 4,5 %. Les principales méthodes de production d’uranium enrichi sont la diffusion gazeuse et la centrifugation gazeuse. Les deux technologies sont conçues pour augmenter la concentration d’uranium 235 afin de répondre aux conditions de combustible requises pour différents réacteurs.
La technologie de diffusion gazeuse était autrefois la principale méthode d’enrichissement de l’uranium, mais avec le développement de nouvelles technologies, la centrifugation gazeuse est désormais principalement utilisée.
L’uranium hautement enrichi (HEU) spécialisé, contenant généralement plus de 20 % d’uranium 235, est utilisé à des fins militaires et dans des réacteurs spéciaux. Cette forte concentration d’uranium est non seulement vitale pour la production d’énergie nucléaire, mais constitue également un composant important des armes nucléaires. Il convient de noter que même si l’uranium 238 n’est pas fissile, il peut néanmoins être divisé par des neutrons rapides dans certaines réactions nucléaires, ce qui enrichit encore davantage l’application de l’uranium.
Progrès dans le retraitement de l'uranium et la technologie d'enrichissement
L'uranium de retraitement (URep) provient de combustible nucléaire usé qui a subi une série de traitements chimiques et physiques pour en extraire de l'uranium utilisable. Ce type d'uranium a une concentration plus élevée que l'uranium naturel. Néanmoins, dans l’industrie nucléaire actuelle, la présence d’uranium 236 et les défis qu’elle pose doivent être traités avec prudence car il peut consommer des neutrons et affecter l’efficacité des réactions nucléaires.
Application de l'uranium faiblement enrichi et hautement enrichi
L'uranium faiblement enrichi (UFE) est principalement utilisé dans la plupart des réacteurs nucléaires commerciaux, avec une concentration d'uranium 235 généralement comprise entre 3 % et 5 %, tandis que l'application de l'uranium hautement enrichi (UHE) est principalement concentrée dans les domaines militaire et de la recherche spécifique. besoins. L’utilisation d’uranium hautement enrichi permet à la conception de répondre aux exigences de flux de neutrons thermiques élevé et de contrôle strict de la dynamique du réacteur.
La demande de l’industrie médicale en uranium hautement enrichi, notamment pour la production d’isotopes de médecine nucléaire tels que le molybdène 99, est particulièrement importante.
Considérations sur le développement futur et la sécurité
À mesure que la technologie d’enrichissement de l’uranium progresse, des méthodes plus rentables, telles que la technologie de séparation par laser, devraient être introduites à l’avenir, ce qui aura le potentiel de réduire les besoins énergétiques et de réduire les risques environnementaux. Toutefois, la sécurité potentielle de ces nouvelles technologies et le risque de prolifération nucléaire nécessitent davantage de réglementation et de mesures pour y faire face.
L’importance de l’uranium 235 et de l’uranium 238 dans le domaine de l’énergie nucléaire ne peut être ignorée, et leurs caractéristiques interdépendantes nous font réfléchir à une question : dans le développement durable de l’énergie nucléaire, comment devrions-nous équilibrer sa sécurité et ses besoins énergétiques ?
