C’est quoi le combustible nucléaire?
L’uranium est le combustible de base pour la production d’énergie nucléaire. Ce métal grisâtre fut extrait de son minerai dés 1841, mais il n’eut pas d’importance économique avant la découverte de la fission. Actuellement, il constitue une des principales ressources naturelles. On le trouve dans des minerais tels que la pechblende et 1’uranite, et en une proportion moindre dans di- vers autres minéraux. Les principaux producteurs d’uranium sont les Etats-Unis, le Canada, l’Union soviétique, l’Australie, l’Afrique du Sud et la Namibie ; d’autres pays comme la France, le Gabon, le Niger et l’Inde en ont des réserves importantes. Il n’y a pas de pénurie actuelle.
Les minerais sont extraits dans des mines a ciel ouvert ou des galeries souterraines, en prenant des précautions pour protéger les mineurs des radiations. Puis le minerai est dissous dans un mélange d’acides, et le métal est extrait de cette solution. Les réserves connues d’uranium dans le monde atteignent presque deux millions de tonnes, et la demande annuelle s’élève à 30 000 tonnes. Comme nous le savons déjà, l’uranium se présente sous plusieurs formes (ou isotopes), qu’on trouve mélangées dans la nature.
Les atomes de ces divers isotopes se comportent de façon très différente, et un seul, 1’uranium 235, se prête à la fission nucléaire. Mais celui-ci ne se trouve que pour moins de 1 % dans l’uranium naturel, et presque tout le reste est constitué d’un isotope légèrement plus lourd, l’uranium 238. Celui-ci est inemployable tel quel, mais transformable en un autre élément fissile.
Les réacteurs nucléaires peuvent fonctionner à l’uranium naturel, mais la proportion d’uranium 235 y est généralement augmentée de façon artificielle, par un procédé appelé enrichissement. Pour la plupart des réacteurs, la proportion d’uranium 235 est portée de moins de 1 %, la quantité naturelle, a environ 3 %.
Les premiers réacteurs utilisaient l’uranium sous forme de métal pur, et ceux d’aujourd’hui emploient plutôt le bioxyde d’uranium. Celui-ci forme une poudre que l’on comprime en solides boulettes, versées ensuite dans d’étroits tubes longs de 3,7 m, appelés aiguilles. Celles-ci sont placées cote à cote pour former les éléments de combustible, contenant jusqu’a 200 aiguilles, qui seront introduits dans le réacteur.
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Un dernier mot
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