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Enrichissement combustible nucléaire



  1. #1
    Shinycastle

    Enrichissement combustible nucléaire


    ------

    Bonjour,

    Dans les réacteurs nucléaires (type REP par exemple) on enrichit le combustible à environ 3%.

    Ma question est : pourquoi ?

    Je précise un peu : il me semble que la puissance d'une centrale est proportionnelle à l'enrichissement du combustible ? (simplifications faites ?) Alors pourquoi ne pas enrichir à 50% voire plus ?

    Plus coûteux ? Plus de risques ?

    Merci !

    -----

  2. #2
    telchar

    Re : Enrichissement combustible nucléaire

    Bonjour,

    Pour obtenir une tonne d'uranium enrichi à 3%, il faut à peu près quatre tonnes d'uranium naturel (à 0.7%). On obtient en outre trois tonnes d'uranium appauvri, qu'on peut à peu près considérer comme du déchet.
    Pour obtenir une tonne d'uranium enrichi à 50%, il faut 70 tonnes d'uranium naturel...
    Bref, enrichir coûte cher, ne serait-ce que par la quantité de minerai (et n'oublions pas le coût de la centrifugation, ou autres procédés d'enrichissement).

    D'autre part, plus l'uranium est enrichi, plus sa masse critique est faible. Il est donc plus dangereux à gérer, et c'est aussi une matière première pour fabriquer une bombe atomique.

    L'enrichissement est nécessaire dans la plupart des réacteurs nucléaires pour avoir une réactivité suffisante, mais autant en faire le moins possible. Dans certaines filières, on a fait des choix (géométrie du réacteur, type de modérateur et de caloporteur) qui permettent de n'utiliser que de l'uranium faiblement enrichi (à 1.8%), c'est le cas des RBMK russes (mais on sait à quel point ils sont problématiques).

  3. #3
    telchar

    Re : Enrichissement combustible nucléaire

    J'ajoute que dans les très petits réacteurs (exemples : sous marins nucléaires), on a besoin d'uranium fortement enrichi (de 20% à 96%...)

    Les réacteurs CANDU utilisent quant à eux de l'uranium non enrichi...
    Dernière modification par telchar ; 27/06/2010 à 11h44.

  4. #4
    Shinycastle

    Re : Enrichissement combustible nucléaire

    Merci telchar pour ces précisions.

    Est-ce bien vrai que la puissance produite par le coeur est proportionnel à l'enrichissement du réacteur ? (Comparaison faite avec des technologies de réacteur identiques)

    C'est la supposition que j'ai faite dans mon premier message.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    curieuxdenature

    Re : Enrichissement combustible nucléaire

    Bonjour Shinycastle

    Ce qu'il faut savoir est que l'U naturel ne contient plus assez de l'isotope 235 pour entretenir une réaction divergente(mais c'était naturellement le cas il a encore 1 ou 2 milliard d'années, tout le monde connait le réacteur naturel d'Oklo http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9...turel_d%27Oklo).
    Le combustible est l'U235, ce qui fait que la puissance du réacteur dépend bien sûr de la proportion qui excède celle qui permet de démarrer la réaction.

    Du fait du coût de l'enrichissement on a tourné la difficulté en profitant de l'excès de neutrons de certaines configurations pour créer du plutonium directement avec l'isotope 238, qui est le plus abondant.
    L'intérêt est que la production de Pu est supérieure à la quantité d'U235 consommée dans l'opération.
    Le Pu est ensuite recyclé dans d'autres centrales adaptées à ce nouveau combustible.
    L'electronique, c'est fantastique.

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