Amont du cycle
Cycle du combustible nucléaire - Introduction

Le combustible neuf est le produit final des opérations de l'amont du cycle ; elles visent tout d'abord à préparer la matière première, à base de ²³⁵U et ²³⁸U pour la filière à eau légère, puis à la fabrication de l'assemblage combustible. La préparation de la matière première comporte les étapes successives suivantes :

• extraction du minerai d'uranium en mines souterraines, carrières à ciel ouvert ou par lixiviation ;

• concentration de l'U_nat du minerai (qui souvent contient moins de 1 % d'uranium) par voie chimique, sur le site même d'extraction, qui aboutit au yellow cake contenant 60 à 70 % d'uranium ;

• conversion des concentrés d'uranium (uranates et oxydes) en hexafluorure UF₆ , solide à température ambiante et gazeux à température modérée ;

• enrichissement isotopique de l'uranium pour augmenter la proportion de noyaux fissiles ²³⁵U (0,7 % dans l'U_nat), à la teneur requise pour les réacteurs à eau (de l'ordre de 4 % pour les combustibles actuels). L'uranium appauvri est utilisé pour la fabrication du combustible MOX, mélangé avec la poudre de PuO₂ , mais la plus grande partie est sortie du cycle et entreposée en attendant le déploiement de réacteurs à neutrons rapides qui permettront de mieux utiliser ²³⁸U.

Après une étape préalable consistant à convertir UF₆ en oxyde d'uranium enrichi UO₂ , la fabrication du combustible proprement dit comporte les quatre étapes suivantes :

• élaboration des matériaux : tubes de gaines en alliage de zirconium et pièces de structure ;

• préparation des poudres de UO₂ (ou de UO₂ et PuO₂ dans le cas des combustibles MOX), pastillage et frittage des pastilles ;

• crayonnage : introduction des pastilles dans les tubes de gaines et fermeture des crayons ;

• assemblage des crayons en faisceaux.