Plutonium et uranium utilisation ds le nucléaire

[invite15518c50]

Bonsoir,
Pour quoi dans une bombe nucléaire on utilise le Plutonium qui est fissile et pas l’uranuim qui est fissile aussi.
Et dans les centrales nucléaires c’est le contraire !
Deuxième question :
Qu’est ce qu’on entend par enrichissement de l’uranium !
On m’a dit que ds la nature l’uranium fissile, le 235 existe avec le 238 qui n’est pas fissile, donc un kilo d’uranium par exemple ne contient que 10 grammes 1%. Et l’enrichissement ça consiste à élevé cette proportion à 4 ou 5 % pour l’utilisation ds une station nucléaire. Mais je ne comprends pas, car ds la nature on va avoir une roche ds laquelle y a de l’uranium et même si les deux sont mélangé on va prendre ce qui nous arrange, et puisque le 238 on en a pas besoin pour koi le prendre !
Merci bcp
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[sebotor]

salut,

partie de réponsse :

L’uranium appauvri est produit au cours de la phase d’enrichissement. Cette phase vise à augmenter la teneur en isotope 235 de l’uranium qui permet la réaction nucléaire de fission en réacteur.
Pour une utilisation en réacteur la teneur doit être enrichie à hauteur de 3% à 5%. L’uranium appauvri a généralement une teneur aux alentours de 0,3%, mais on considère comme appauvri tout uranium ayant une teneur en isotope 235 inférieure à 0,7%.
Pour produire de l’uranium enrichi, il faut beaucoup d’uranium naturel, et le procédé créé d’importantes quantités d’uranium appauvri.



L’uranium 238 n’est peut être pas fissile mais il est fertile : On appelle noyau fertile un noyau qui après un certain nombre de réactions donne un noyau fissile. Pour produire du plutonium 239 on utilise la chaîne de réactions suivante :

U238 + n -> U239 -> ( après 2 jours) rayonnement β + Pu239

Et le plutonium 239 est un atome fissible. Il est donc exploitable en centrale nucléaire.

je ne sais pas si cela peu t'aider mais ca fais entrer un nouveau concept.. noyau fertile

"ref : Nouveau traité de chimie minéral, tome XV deuxième fascicule, France, 1967 "

[invite2114f004]

Pour la première question, je ne suis pas tout à fait sur, mais c'est parce que le Plutonium libère plus de neutrons que l'Uranium lors de la fission ce qui fait que la réaction en chaine est plus rapide. Cela est idéal pour les bombes. En revanche, dans les centrale nucléaires on cherche à controler la réaction en chaine et l'Uranium est plus pratique dans ce cas. Il faut dire aussi que l'Uranium est présent naturellement dans les roches contrairement au Plutonium qui est fabriqué artificiellement ce qui le rend moins rentable.

Pour la deuxième, l'enrichissement de l'Uranium est simplement le fait de faire le tri entre ses différents isotopes. On cherche à avoir un minerai contenant un maximum d'Uranium 235. Dans la nature les deux isotope sont mélangés dans certaines roches. On ne peut pas choisir d'en extraire qu'un , on extrait les deux puis par un processus complexe on fait ensuite un raffinage qui permet de récupérer l'isotope désiré.

[moco]

Linky boy et Sebotor n'ont pas répondu à ta question. je vais le faire.

Pourquoi utiliser le plutonium pour faire une bombe, et non l'Uranium-235 ?
Pour faire une bombe atomique, il faut 12 kg d'U-235, ou 5 kg de Pu-239. Si on veut mettre une bombe dans une tête d'obus, il faut mettre du plutonium. Un canon peut plus facilement tirer une charge de 5 kg qu'une charge de 12 kg.
Ceci dit, les deux premières bombes utilisées en 1945 par les Américains étaient l'une à U-235 (Hiroshima) et l'autre au Pu-239 (Nagasaki)

Il est impossible de séparer U-235 et U-238 par des procédés chimiques. Il fut des procédés physiques, et c'est très laborieux. On commence par fabriquer du fluorure d'uranium UF6 qui est un gaz. On envoie ce gaz dans une chambre dont l'une des parois est en céramique poreuse. Le UF6 formé de U-235 traverse un petit peu plus vite que le UF6 formé de U-238. Avec un mélange naturel qui contient 0.72 % de U-235, le gaz qui traverse est formé de UF6, qui contient peut-être 0.9% de U-235. On envoie ce gaz à travers une deuxième cloison. Le gaz s'enrichit alors à 1.1%. Etc. Si on construit une usine qui contient des milliers de cloisons successives, on arrive à la fin à avoir UF6 contenant U-235 de plus en plus pur. Les USA ont sacrifié une vallée dans les Montagnes Rocheuses pour construire une telle usine. Il suffit à la fin de détruire ce UF6 pour récupérer l'uranium pur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sebotor]

d'accord avec moco mais si je ne me trompe pas, on pourais dire aussi que puisque l'U238 est en quantitée plus abondande.. et que par la réaction suivante :

U238 + n -> U239 -> ( après 2 jours) rayonnement β + Pu239

il est plus simple d'utiliser un uranium qui a la base est plus abondant que sa version 235 et aussi que le P239 est plus fissile que l'U238

juste ou pas? ( j'ai ressorti cela d'un ancien travail a moi qui date.. )

[KLOUG]

Bonsoir

d'accord avec moco mais si je ne me trompe pas, on pourais dire aussi que puisque l'U238 est en quantitée plus abondande.. et que par la réaction suivante :

U238 + n -> U239 -> ( après 2 jours) rayonnement β + Pu239

Exact
Et votre discussion portait sur des réacteurs nucléaires utilsant des neutrons thermiques (ralentis) pour faire de la fission.
Il y a effectivement production de plutonium dans les réacteurs. A tel point que l'on a trouvé le procédé intéressant et maintenant on met dans ces mêmes réacteurs (dans 20 des 58 tranches d'EDF) du combustible mixte avec du plutonium 239. Ce que l'on nmme le MOX.
Le plutonium contribue d'ailleurs pour un tiers à l'énergie dégagée.

Ceci dit vous aviez également un réacteur d'EDF couplé au réseau qui veint de s'arrêter qui qui lui utilisait de l'uranium 238 pour faire la fission. C'était le réacteur Phénix de Marcoule (250 MW) qui était la base de la filière des réacteurs à neutrons rapides (avec du sodium comme caloprteur).

Ce seront d'ailleurs les réacteurs du futur avec les réacteurs de 4ème génération.

A bientôt
KLOUG