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RÉSUMÉ
De nombreux procédés d'enrichissement de l'uranium ont été étudiés depuis le début du nucléaire, allant de mises en œuvre à l'échelle du laboratoire à des installations pilotes ayant des capacités de quelques centaines de milliers d’unités de travail de séparation. Actuellement, seuls deux procédés sont utilisés industriellement pour produire de l'uranium enrichi, la diffusion gazeuse et la centrifugation, basés tous les deux sur la mise en œuvre de l'uranium sous forme UF 6. L’article présente également les procédés ayant fait l’objet de recherche et de développement conséquents. Ces procédés mettent en œuvre l'uranium soit sous forme hexafluorure, soit sous forme métallique ou par l'intermédiaire d'autres composés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Michel ALEXANDRE : Ancien Directeur de recherche, CEA Saclay
-
Jean-Pierre QUAEGEBEUR : Ancien Ingénieur de programme, CEA Saclay
INTRODUCTION
Des progrès remarquables ont été accomplis tant dans la diversité que dans les performances des techniques d'enrichissement, depuis la mise en service des premiers calutrons en 1944. Malgré l'effort considérable de recherche et développement entrepris sur de nombreuses techniques, seuls deux procédés industriels restent actuellement en présence pour satisfaire aux besoins en uranium enrichi.
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8. Diffusion thermique
La diffusion thermique utilise le transfert de chaleur à travers un film mince de liquide ou de gaz : l'UF 6 est soumis à des différences de températures importantes pour séparer les isotopes 238U et 235U. Le principe de la colonne de diffusion thermique consiste à confiner le mélange d'isotopes à séparer dans un espace annulaire entre deux cylindres concentriques et portés à des températures différentes.
La combinaison des mouvements de diffusion et des courants de convection conduit à concentrer les molécules 235UF6 et 238UF6 respectivement à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure de la colonne. Le facteur de séparation ne dépasse pas la valeur de 1,0003 et les enrichissements sont très faibles.
La diffusion thermique dans l'UF6 liquide a été utilisée pour alimenter les calutrons du programme américain pendant la Seconde Guerre mondiale.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GOWING (M.) - Britain and atomic energy. - (1939-1945), 464 p. (1964).
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(2) - HEWLETT (R.C.), ANDERSN (O.E.) - The new world. - Penn. State University Press, 766 p. (1962).
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(3) - BRETON (J.P.) - Note on the power consumption of a separating element. - J. Nucl. Sci. Eng., 1, p. 293 (1974).
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(4) - MASSIGNON (D.) - Gaseous diffusion. - In Villani (S.) Ed. Uranium enrichment. Topics in applied physics, Springer Verlag, vol. 35, p. 55-182 (1979).
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(5) - WILKIE (T.) - Tricastin points the road to energy independence. - Nuclear Engineering International, vol. 25, no 305, p. 44, oct. 1980.
-
(6) - Enrichissement isotopique par diffusion gazeuse. - Bull. Inf. Sci. et Techn. du CEA no 206, p. 134 (1975).
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1 À lire également dans nos bases
BORDIER (G.), ALEXANDRE (M.) - Séparation de l'uranium par laser. - [BN 3 601] Base « Génie nucléaire » (2003).
ALEXANDRE (M.), QUAEGEBEUR (J.-P.) - Enrichissement de l'uranium. Généralités et principes. - [BN 3 595] Base « Génie nucléaire » (2009).
HAUT DE PAGE
USEC Inc. http://www.usec.com/
Nuclear Regulatory Commission http://www.nrc.gov/
Uranium Information Centre http://www.uic.com.au/
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