Petite précision sur la masse critique d'un matériau fissile.

[evrardo]

Bonjour,
je ne comprends pas très bien le pourquoi de la masse critique dans le cas de l'uranium.
Lorsqu'il y a une faible masse d'uranium, s'il se produit une fission nucléaire, des neutrons sont éjectés, mais la plupart vont sortir de la masse initiale et n'engendreront pas d'autres fissions.
Plus la masse d'uranium augmente, plus le nombre de fissions augmente, donc le nombre de neutrons éjectés.

Pourquoi il faut atteindre la masse critique pour que se produise la réaction en chaîne?
Ma question n'est peut être pas très claire!

Si par exemple la masse critique de la matière fissile est de 50 kg, quelle différence y aura t'il entre une masse de 49,9 kg de cette matière fissile et 50 kg?

Merci pour vos explications.
-----

[invitecaafce96]

Bonjour,
La masse critique résulte d'un compromis entre les neutrons qui produisent de nouvelles fissions à l'intérieur du volume fissile et ceux qui sont perdus ;
Ceux qui sont perdus sont ceux qui sont absorbés dans le volume ( réactions n , gamma ) et surtout ceux qui s'échappent en fuite sur l'extérieur et qui ne reviendront pas .
C'est pourquoi la masse critique minimum est toujours un volume sphérique , volume maximum présentant une surface externe minimum .
La masse critique de l' 235U est 46.7 kg sous forme de sphère dans l'air .
100 kg de 235U sous forme d' une plaque ne sera jamais critique dans l'air .
La masse critique de l' 235U tombe à 16.8 kg , sphérique entouré d'un réflecteur acier , qui ramène une partie des fuites à l'intérieur .
Et cette masse tombe à 0.784 kg , en forme sphérique avec le réflecteur-modérateur optimum , l'eau lourde .
Ceci explique pourquoi les accidents de criticité se passent souvent avec des mélanges liquides .

Avant d'être critique , le milieu est multiplicateur de neutrons . Ce fait est utilisé pour confirmer par l'expérience , les calculs de masse critique pour les réacteurs .
Si par exemple , un réacteur de recherches est critique avec 20 éléments combustibles type , en plaçant un compteur fixe sur une face , au fur et à mesure que l'on ajoute
un à un les éléments combustibles , le taux de comptage croît avec 15, 16 , 17 éléments ... Le taux de comptage croît par palier , mais le milieu n'est pas critique .

Idem dans les REP Edf , pas question d'ajouter les éléments un à un , puisque la cuve est fermée ,mais on voit parfaitement sur les compteurs ,
les taux de comptage évoluer par palier au fur et mesure que l'on retire par pas très faible la barre absorbante de pilotage , jusqu'au moment de la cote calculée et attendue de la barre ,
où le taux de comptage se met à augmenter tout seul et lentement : la cote ( et indirectement la masse critique ) sont juste atteintes , le réacteur commence juste à diverger ...

[evrardo]

Bonjour Catmandou, merci pour cette réponse très précise, on voit l'ingénieur!

Est ce que dans une centrale nucléaire, la réaction en chaîne démarre dès qu'on descend les barres d'uranium, spontanément; Ou est ce qu'il faut un système qui envoie des neutrons pour déclencher la réaction?

[invitecaafce96]

Re,
Un réacteur partiellement "usé " , tels ceux EDF qui sont rechargés seulement en neuf par tiers ou par quart de la charge totale , ne nécessitent pas de source de démarrage :
les flux gamma intenses résiduels issus des produits de fission des combustibles partiellement usés , génèrent des réactions ( gamma , neutrons ) en nombre suffisant
pour assurer un démarrage en toute sécurité .

Pour un chargement totalement neuf , on pourrait attendre le passage d'un neutron cosmique qui irait produire une fission , totalement aléatoire et hors de question ...
Plus sérieusement , il existe déjà les fissions naturelles spontanées de l ' 235U et de l'238U : elles produisent de l'ordre de 14 neutrons/ seconde par kg d'Uranium .
Comme il y a environ 100 tonnes d' U métal dans un REP EDF , on a une source naturelle de 1.4 10^6 neutrons / seconde .
Ceci n'est encore pas acceptable pour rendre le démarrage totalement sûr d' un point de vue neutronique et ... pour contenter l'Inspecteur de l' Autorité de Sureté Nucléaire ( ASN ) !
On va donc mettre contre le cœur du réacteur une source auxiliaire de neutrons , aujourd'hui généralement en Californium 252 .
Une source de 1 microgramme de 252 Cf produit 2.3 10^6 neutrons/seconde soit plus que les 100 tonnes d'Uranium neuf réunis .
On va donc utiliser une source auxiliaire de quelques mg qui sont couramment commercialisées .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecaafce96]

Re,
En relisant la question , je vois une précision à apporter ;
Dans tous les réacteurs , tous les éléments combustibles sont fixes . Ce qui est mobile , ce sont les barres absorbantes de neutrons ,
ce sont elles ( entre autres ) qui servent au pilotage , à régler la puissance ou encore à arrêter le réacteur .

[evrardo]

Ok, merci pour toutes ces infos.

Dans tous les réacteurs , tous les éléments combustibles sont fixes . Ce qui est mobile , ce sont les barres absorbantes de neutrons ,ce sont elles ( entre autres ) qui servent au pilotage , à régler la puissance ou encore à arrêter le réacteur .

Je croyais que c'était l'eau le modérateur. (Il n'y a pas que toi, JPL, Myoper, )

Je voudrais revenir aussi sur ma question initiale concernant la masse critique, si tu as un peu de temps pour me répondre.
Si on pouvait augmenter la masse d'une sphère d'U235, je suppose que le nombre de fissions va augmenter de façon exponentielle et non pas de façon linéaire.
Que se passerait t'il quand on arriverait à 46,6 kg? Puis quand on arriverait à 46,695 kg?
Je me doute qu'une telle expérience n'a jamais été réalisée!
Mais en théorie.

Merci pour tes explications.

[invitecaafce96]

Re,
Le modérateur ralentit les neutrons qui naissent des fissions avec une énergie élevée ( admettons en moyenne 2 MeV ) et qui doivent être ramenés à l'énergie thermique (2200 m/s 0.025 ev)
pour tomber dans la probabilité maximum de faire une nouvelle fission sur l' 235U ; Ils se ralentissent par choc , de la façon la plus optimale en heurtant des noyaux de même masse ,
donc pour l'eau "légère" ( normale ... ) en heurtant les noyaux Hydrogène de l'eau et ceci en une dizaine de chocs en moyenne . Sans modérateur , un réacteur à 235U ne peut pas fonctionner .

Dans les réacteurs REP EDF , il y a 4 moyens de contrôle , chacun avec ses avantages et ses inconvénients :

1 - Les barres "noires" de sécurité : c'est un jeu de barres absorbantes qui fonctionnent en tout ou rien . A l'arrêt , durant les rechargements , elles sont toutes insérées
pour apporter une "anti réactivité " pour empêcher toute divergence non souhaitée durant les différentes manœuvres . En marche , elles sont toutes retirées du cœur , mais elles portent toutes les sécurités les plus importantes qui vont arrêter le réacteur de façon automatique , immédiate , sans intervention humaine . Par exemple : secousse sismique , arrêt intempestif pompe primaire, ... .

2 - Les barres "grises " , ce sont des barres absorbantes actionnées par des moteurs pas à pas ( pour avoir des cotes absolument reproductibles pour les calculs ) ,
c'est le moyen de réglage fin de la puissance , à commande manuelle ou en pilotage automatique quand le réacteur est en régime de puissance stable ;
Si la puissance à tendance à diverger , la barre va s'insérer automatiquement pour retrouver la consigne et inversement . Défaut des barres absorbantes :
Elles créent des perturbations locales de flux de neutrons , donc de puissance , importantes entraînant des "pics "de flux et de puissance locale .

3 - Injection d'un absorbant consommable dans l'eau légère , c'est à dire de l' acide borique , jusqu'à 10% dans l'eau .
Bonne idée ! la puissance est réduite de façon uniforme sur tout le volume du cœur . De plus , le Bore se consomme au fur et à mesure que se consomme l' 235U
C'est un auto-contrôle physique automatique . Inconvénient : facile à mettre , beaucoup moins facile à retirer : il faut rediluer l'eau du circuit primaire ,
ne peut pas servir de pilotage fin automatique .

4 - Ressemble au 3 : On ajoute au moment de l'élaboration du combustible UO2 , un absorbant consommable de l'oxyde de Gadolinium GdO2 .
Bonne idée ! comme en 3 , auto-contrôle physique . Inconvénient : l 'UO2 est déjà un mauvais conducteur de la chaleur , mais ajouté au GdO2
la situation se dégrade encore , cela conduit à baisser l'enrichissement en U235 de l'UO pour que le combustible ne dépasse pas la température limite autorisée .
Oui , mais si un crayon combustible fournit moins de puissance , cela va être aux autres de fournir la différence ....Pas sûr que l'on continue dans cette voie .

On revient sur la masse critique dans un message à suivre ...

[evrardo]

Ok Catmandou, merci pour tes explications, qu'on ne trouve pas facilement sur Google!

[invite6dffde4c]

Bonjour Catmandou.
Merci. C’est très intéressant.
Au revoir.

[evrardo]

Je ne comprends pas ce qu'il se passe de différent entre une masse d'uranium subcritique et une masse d'uranium qui a atteint la masse critique.
Selon Wikipédia:

La masse critique d'un matériau fissile est la quantité de ce matériau nécessaire au déclenchement d'une réaction nucléaire en chaîne de fission nucléaire.

Mais si la masse d'uranium est subcritique, il y a quand même une réaction en chaîne.

[KLOUG]

Bonsoir
Excellent cours de Catmandou ! Merci, j'ai révisé ma physique des réacteurs.
Je me demandai d'ailleurs si le gadolinium n'avait pas été utilisé (en phase de test) sur des barres de commande pour contrôler les neutrons (mais ma mémoire me fait peut-être défaut). Pour en revenir à la dernière interrogation :
Si le masse critique n'est pas atteinte, aucune chance pour que le nombre de neutrons produits amorce la réaction en chaîne.
A bientôt
kloug

[invitecaafce96]

re,
Bon, on y revient ...
La masse critique est le "talon" nécessaire pour obtenir une réaction en chaîne , mais elle ne participera pas , tout comme un catalyseur .
Essayons un mode humoristique ;
Vous achetez chez Darty ( qui est le magasin préféré de LPFR ... ) et où tout est disponible , une sphère d'Uranium de 46700 g exactement car vous avez décidé de vous chauffer à l'Uranium ,
et que vous suivez le forum Futura . Vous demandez au vendeur , quelques 1000 atomes en rab et aussi un petit gramme d'235U en rab .
Vous rentrez chez vous , en prenant soin de ne rien mélanger , mais cela vous connaissez ...
Vous installez la boule dans votre garage , vous ajoutez les 1000 atomes au pinceau sur la surface et ... Il ne se passe rien !
Pas sûr ! Comme vous avez dépassé la masse critique , la réaction en chaîne s'est amorcée et s'est développée , le temps de fissionner 1000 atomes d'Uranium de la sphère ,
puis s'est arrêtée car vous êtes revenu à exactement 46700 g de 235U du départ . En une fraction de microseconde , il est apparu 3 10^-9 J , pas de quoi fouetter un chat ...

Déçu par ce mauvais résultat , le lendemain , même manip avec le gramme en rab , Et là : boum !
Même calcul simple : 1 gramme , c'est 2.6 10^21 noyaux qui ont fissionnés produisant en une fraction de microseconde une énergie de 7.7 10^10 J !
Bon, j'espére que vous êtes toujours là , au milieu des dégâts et en cherchant bien , vous retrouverez , peut être en morceaux ou en poussière vos 46700 g du départ .
Vous pourrez toujours essayer de les faire reprendre chez Darty .

Dans les toutes premières bombes à 235U , il fallait mettre 3 à 4 fois la masse critique ( pas forcément 46700 g car il y avait déjà des réflecteurs ) pour obtenir "un bon " résultat ...

[invitecaafce96]

Bonsoir
Excellent cours de Catmandou ! Merci, j'ai révisé ma physique des réacteurs.
Je me demandai d'ailleurs si le gadolinium n'avait pas été utilisé (en phase de test) sur des barres de commande pour contrôler les neutrons (mais ma mémoire me fait peut-être défaut). Pour en revenir à la dernière interrogation :
Si le masse critique n'est pas atteinte, aucune chance pour que le nombre de neutrons produits amorce la réaction en chaîne.
A bientôt
kloug

Bonjour kloug ,

Oui, le Gadolinium est connu comme absorbant neutrons thermiques depuis longtemps , le Gd 155 a une section efficace aux neutrons thermiques de 61000 barns et l'isotope 157 , 254000 barns ;
Après , pour l'utilisation , c'est une question de chimie ou de température .

Les barres de sécurité REP actuelles sont en "AIC" alliage Argent, Indium, Cadmium sur les 3/4 de la hauteur supérieure et en carbure de bore (B4C) sur le quart inférieur .
Les barres de pilotage grises , moins absorbantes ,sont en "AIC" ou même simple crayon acier inoxydable .

Exactement : si pas de masse critique présente , aucune possibilité de réaction en chaîne , le milieu est juste multiplicateur mais avec un facteur de multiplication toujours inférieur à 1 .

Même un réacteur peut très bien s'arrêter de lui-même par manque de masse à consommer , au-dessus de la masse critique . Ce n'est jamais arrivé dans les réacteurs de puissance ,
à ma connaissance , mais dans les réacteurs de recherches , oui .
Bien , ce n'est pas grave, les réacteurs de recherches peuvent avoir des fonctionnement perturbés , ou le neutronicien de service s'est un peu planté dans son calcul prévisionnel ( et cela mettra peut être l'Inspecteur de l ' ASN de mauvaise humeur ...) , mais c'est tout .
Que se passe t il en fait ? Le gars de quart en salle de commande voit qu'il ne lui reste plus qu'une barre de pilotage , les autres sont déjà toutes extraites depuis longtemps ,
la barre monte, monte , en cours de journée , elle arrive en butée haute , totalement sortie , il ne reste plus aucun absorbant à retirer , le réacteur baisse gentiment en puissance et s'arrête de lui-même !!!

[evrardo]

Que se passe t il en fait ? Le gars de quart en salle de commande voit qu'il ne lui reste plus qu'une barre de pilotage , les autres sont déjà toutes extraites depuis longtemps ,
la barre monte, monte , en cours de journée , elle arrive en butée haute , totalement sortie , il ne reste plus aucun absorbant à retirer , le réacteur baisse gentiment en puissance et s'arrête de lui-même !!!

Il nous fait le coup de la panne!

[evrardo]

Bonjour, je reviens sur cette question, parce que malgré mes recherches sur le net, malgré les explications très concrètes de Catmandou, je ne trouve pas la réponse à ma question.

Selon Wikipédia: "La masse critique d'un matériau fissile est la quantité de ce matériau nécessaire au déclenchement d'une réaction nucléaire en chaîne de fission nucléaire."
Mais même avec une petite masse d'uranium, il peut se produire des fissions d'atomes et donc des réactions en chaîne.
Je veux dire qu'il n'est pas nécessaire d'avoir une masse critique pour que se produisent ces réactions en chaîne.

Plus on augmente la masse d'uranium, plus il y aura de fissions d'atomes.
Pourquoi à partir d'une certaine masse se produit l'accident de criticité, ou l'explosion dans le cas d'une bombe atomique?

[invitecaafce96]

Bonjour,
La définition Wiki est correcte ;
Il peut se produire des fissions avec une petite masse d' U235 , il s'en produit, ce sont les fissions spontanées , mais PAS de réaction en chaîne , pas d'évolution exponentielle .

SI , il est au minimum nécessaire d'avoir la masse critique pour avoir une vraie réaction en chaine qui évolue à coup sûr , et qui va consommer le surplus au dessus de la masse critique .
Heureusement, sinon on pourrait jamais obtenir une masse d 'U235 métal .

Avant d'être critique , le milieu est simplement multiplicateur , il se produit , oui , de plus en plus de fissions au fur et mesure que la masse augmente ,
on peut dire que ce sont des réactions en chaîne avortées , peut être sur 4 ou 5 générations de neutrons ., puis qui s'éteignent d'elle-même .

J'ai déjà expliqué le pourquoi la masse critique (minimum ) : c'est le compromis entre la production de neutrons par fission , qui pourtant est importante , 2.5 neutrons par fission ,
donc 2.5 neutrons produits pour un neutron initial , ce qui signifie , si la réaction ne diverge pas , qu'il y en a plus de 1.5 de perdus . Où et comment ?
1 - Par absorption dans l'Uranium lui-même , sans produire une nouvelle fission .
2 - Et surtout par les fuites des neutrons par la surface extérieure , ce qui justifie la forme sphérique pour obtenir la masse critique minimum ,
et qui justifie le rôle des réflecteurs de neutrons qui les renvoient vers l'intérieur , diminuant aussi la masse critique minimum .

[evrardo]

Voila, j'ai compris Catmandou, merci.
Je résume, corrige moi si je me trompe:
Quand il y a peu d'uranium, les fissions s'arrêtent rapidement, peu de radioactivité émise.
Plus la quantité d'uranium augmente, plus ces fissions augmentent, avec un coefficient multiplicateur, mais s'arrêtent aussi rapidement.
Lorsqu'on atteint la masse critique, alors la réaction en chaîne démarre.

je suis juste?

[obi76]

Merci beaucoup Catmandou, très intéressant !

[invitecaafce96]

Re,
Oui , dit autrement : plus la masse augmente , les pertes ( en relatif ) diminuent , le taux de fissions augmente .
Jusqu'à atteindre une masse critique pour laquelle peut se déclencher une réaction en chaîne , mais ATTENTION : qui va consommer un surplus de masse au dessus de la masse critique
à condition qu'elle existe ( revoir l'exemple Darty ) .
Expérience de pensée : à la masse critique moins 1 atome , il ne se passe rien d'externe .Mais ça s'agite à l'intérieur ...
A la masse critique plus 1000 atomes , les 1000 atomes se consomment une fraction de microseconde et le système revient à la masse critique moins 1 atome .

[evrardo]

Re,
Oui , dit autrement : plus la masse augmente , les pertes ( en relatif ) diminuent , le taux de fissions augmente .
Jusqu'à atteindre une masse critique pour laquelle peut se déclencher une réaction en chaîne , mais ATTENTION : qui va consommer un surplus de masse au dessus de la masse critique
à condition qu'elle existe ( revoir l'exemple Darty ) .
Expérience de pensée : à la masse critique moins 1 atome , il ne se passe rien d'externe .Mais ça s'agite à l'intérieur ...
A la masse critique plus 1000 atomes , les 1000 atomes se consomment une fraction de microseconde et le système revient à la masse critique moins 1 atome .

C'est ceci que je ne comprends pas très bien.
Je pensais que lorsqu'on atteignait la masse critique, par exemple dans le cas de l'Uranium, environ 47 kg, alors les 2,5% de cette masse fissionnaient.
Ou alors dans le cas d'une bombe atomique, on va réunir les blocs d'Uranium pour atteindre la masse critique + 2,5% et c'est cette masse là qui va fissionner?

[invitecaafce96]

Re,
Non, tout cela n' est pas correct , il faut revoir comme j'explique ( enfin , si vous le voulez ...).
Quand on dit la masse critique , c'est toujours plus . Et encore une fois , la masse critique ne participe pas , c'est le " talon " minimum obligatoire .
Pourquoi 2.5 % ??? Il faut mettre beaucoup plus , j'ai dit 3 à 4 fois dans les premières bombes à U235 , c'est 400% !
Dans les bombes , le problème se complique parce que la matière veut disperser et qu'il faut la contenir le plus longtemps possible si on veut un"rendement" correct .
Problème qui n'existe pas dans les réacteurs .
Supposez que vous construisiez une masse critique , vous êtes bien d'accord qu'il ne passe rien avant les derniers grammes , avant les derniers milliers d'atomes ,
avant le dernier atome ...
C'est pareil ,si vous la construisez par excès , l'excès est incontrôlable dans la bombe mais parfaitement contrôlable dans un réacteur : l'excès de masse critique va lui permettre de fonctionner 18 mois , voir plus , mais dès que cet excès sera consommé , il s'arrêtera tout seul à sa masse critique , bien qu'il reste de l'Uranium 235 en quantité .
Un réacteur REP EDF part avec un combustible enrichi en U235 à 4% environ . Il s'arrêtera de lui-même quand l' enrichissement sera tombé à 1 % environ , il aura consommé 3% d'enrichissement ,
mais il ne pourra jamais consommer le dernier % , qui représente pourtant une masse significative d'235U : sa masse critique .
Maintenant , combien de personnes non spécialistes savent expliquer cela correctement , c'est une autre question . Oui , tout le monde vous dira , oui , ça explose ...
Bon, d'accord , ça explose ...Mais à part ça ???

[evrardo]

Pourquoi 2.5 % ??? Il faut mettre beaucoup plus , j'ai dit 3 à 4 fois dans les premières bombes à U235 , c'est 400% !

J'ai lu je ne sais plus où que seulement 2,5% de la matière fissile d'une bombe atomique subissait une réaction en chaîne.
Mais ton explication est plus sérieuse et plus logique.
Merci encore pour tes explications très claires...Et introuvables ailleurs sur le net!

[invitecaafce96]

Re,
On met (on mettait ) 400 % de matière en rab , n'est pas incompatible avec 2.5 % de consommé effectivement :
Dans une bombe , dès que la réaction démarre , l'énergie est telle qu'elle sépare ou vaporise très très vite les composants, et très peu de matière va fissionner avant d'être dispersée .
Dans les bombes , savoir maintenir la masse fissile concentrée pour qu'elle fissionne le plus longtemps possible , est un problème bien plus compliqué que celui d'avoir le bon combustible à sa disposition ... Qui n' est déjà pas facile à résoudre ...

[invitecaafce96]

Re,
On va peut être en terminer en rappelant les valeurs utilisées ;
UNE fission 235U , c'est environ 3.2 10^-11 J
La fission d' un gramme d' U235 dans un réacteur , c'est environ 1 MW.jour
La fission d' un gramme d' U235 dans l'expérience Evrardo-Darty , c'est environ 8.10^10 J

Est ce bien la même énergie ? oui : 1 MW.jour = 8 10^10 J (environ )

Seulement , dans l'expérience Evrardo-Darty , l'énergie est produite en une fraction de microseconde .

Qui veut calculer l'effet produit par l'apparition ponctuelle d'une quantité de chaleur de 8 10^10 J en une fraction de microseconde ?
L'immeuble Evrardo est probablement soufflé et les voisins aussi ...

Tout cela pour 1 gramme , d'où la confusion sans doute dans le public . Pas besoin de mettre en cause la masse critique de 46700 g qui est toujours là .
Peut être fragmentée , pulvérisée , vaporisée mais toujours là à 46700 g ...

[evrardo]

Ok ok, maintenant c'est plus clair tout ceci.
Merci pour tes longues et passionnantes explications.

[evrardo]

Désolé, j'ai encore une question:
On voit des photos où des techniciens manipulent des pastilles d'uranium à main nues.
A partir de quelle masse, un bloc d'uranium devient dangereux?
Je suppose que ça dépend de la densité et qu'on peut manipuler des masse d'U235 à 4% beaucoup plus importantes que des masses d'U235 à 95%.

[invitecaafce96]

Re,

Vaste question , nécessitant des réponse à tiroirs , raisonnablement simplifiées ...

Là encore, contrairement à une idée très répandue dans le public , l'Uranium est peu radioactif et n'est pas le métal diabolique que l'on imagine .
Oui, vous pouvez tenir une pastille UO2 ( attention NEUVE ! on n'insistera jamais assez sur ce point ) , dans votre main .

http://fr.capacitec.com/March%C3%A9s...nucl%C3%A9aire

Voici une photo d'un technicien , tout à fait serein , auprès d'un assemblage combustible REP EDF ( NEUF ).
Cet assemblage comporte tout de même 610 kg d'UO2 , ou encore 538 kg d'Uranium métal enrichi à 4% , sur une hauteur active de 4.267 m .

Dans un passé lointain, , il était de bon ton , surtout dans les réacteurs de recherches , d'avoir un élément combustible ( NEUF )
comme objet de décoration dans le bureau du Chef !....

Tout d'abord , on parle UO2 ( et NON PAS combustible MOX , Mixed OXides , c'est à dire mélange UO2 - PuO2 , on y reviendra ).

L'enrichissement influe très peu sur l'activité , puisque le complément à l'U235 , est l'U238 qui est aussi radioactif du même ordre .
Les 2 Uranium ont des périodes radioactives très longues , de l'ordre de 1 10^9 ans .
Qui dit périodes longues , dit activités faibles : A (Bq) = Lambda *N ( T longue, Lambda très petit ).
Tous les 2 se désintègrent en une famille de 12 ( environ ) descendants radioactifs d'activité égale à celle du père : C'est l'Uranium naturel que l'on trouve aujourd'hui .
Mais , à l'élaboration et à l'enrichissement du combustible, tous les descendants disparaissent .
Il ne reste que l'U235 qui fait 78.4 MBq/kg et l'U238 qui fait 12.4 MBq/kg .
Appliqué à une pastille unitaire UO2 de 7.41 g, on obtient une activité de 1 10^5 Bq environ : on peut dire ," c'est très peu ".

De plus , ce sont des émetteurs alpha , dans le cas de l'assemblage REP , les alpha ne traversent pas la gaine , et on peut parier ( un café avec LPFR ...)
qu'il n'y a aucun rayonnement détectable à l'extérieur ( ou très peu ...) .
Dans le cas de la pastille nue , les alpha sont arrêtés par le gant mais aussi et surtout par un effet d'auto - absorption .
Il n'y a pas d'effet de masse pour ce rayonnement , ceux émis à l'intérieur ne sortent pas , seuls ceux émis au voisinage le la surface peuvent s'échapper .
Donc , un bloc d'Uranium métal présente une activité externe faible . Après tout , sous vos pieds , il y a des tonnes d'Uranium qui nous chauffent sans dommage extérieur !!!

On pourrait me contredire ... Dans les 2 ou 3 mines d'Uranium au monde , où la teneur du minerai atteint des valeurs exceptionnelles ,
des blocs de plusieurs tonnes à 60 % , on est obligé de travailler à distance en télécommandé , oui, mais c'est surtout à cause des descendants dont on a parlé .

La fabrication du combustible MOX , est moins facile , le Plutonium présente tous les défauts ....
Le temps d'élaboration et son prix de revient est 3 fois celui de l'UO2 ....
Je ne vous conseille pas de tenir une pastille MOX dans la main .

[KLOUG]

Bonjour
L'activité des pastilles d'uranium neuves est très faible.
Pour mémoire il faut 3 tonnes d'uranium-238 pour faire 37 GBq, un peu mois pour l'uranium-235 (320 kg).
Les pastilles font 8 mm de diamètre et à peu près autant en hauteur (un cylindre) pour une masse volumique de 19 g/cm³.
Essayer ce petit exercice pour calculer l'activité d'une pastille avec l'enrichissement de 3 % (3% U5 et 97 % U8)
Pour l'uranium de retraitement ce ne serait pas la même chose.
Catmandou a fait l'exercice ! Vous avez donc la réponse et le pourquoi de la faible exposition de ces éléments neufs (nous insistons).
Il y a eu un cas d'absorption (volontaire) d'une pastille d'uranium neuve. La dose interne qui a en a résultée était de 1 mSv (la pastille est restée 17 jours dans le corps de la personne avant d'être rejetée par la voie "naturelle).
kloug

[obi76]

Bonjour KLOUG,

Il y a eu un cas d'absorption (volontaire) d'une pastille d'uranium neuve. La dose interne qui a en a résultée était de 1 mSv (la pastille est restée 17 jours dans le corps de la personne avant d'être rejetée par la voie "naturelle).

ha bon ?? Là pour le coup c'est plus la toxicité de l'uranium qui me fait peur...

[invitecaafce96]

Bonjour KLOUG,
Je ne vois pas bien l'intérêt de cette ingestion volontaire ....
Les quelques alpha sont ils censés stimuler l'appétit ???

Je pense que pour une pastille UO2 , il n'y aucune absorption digestive notable possible .
Je pense plus à une irradiation interne alpha .