Pour générer de l’électricité, l’uranium est le combustible qui alimente les centrales nucléaires.

Le Cycle du Combustible Nucléaire

Cependant, l’uranium doit subir de nombreuses opérations industrielles avant son utilisation dans le réacteur. L’enrichissement est l’étape clé dans la chaine de production du combustible nucléaire.

L’Extraction (Mining)
L’uranium est obtenu par l’extraction du minerai uranifère dans des mines. Les roches du minerai sont alors concassées et finement broyées. Puis l’uranium est raffiné et concentré par diverses opérations chimiques sur place ou à proximité de la mine. Le concentré obtenu, l’oxyde d’uranium (U3O8), appelé yellow cake dans le métier, est alors transporté à l’usine de conversion.

La Conversion (Conversion)
Dans l’usine de conversion, l’oxyde d’uranium est combiné à du fluorure d’hydrogène pour obtenir l'hexafluorure d'uranium (UF6).   En phase solide à température ambiante, une des propriétés uniques de l'UF6 est qu’il passe directement en phase gazeuse en chauffant sans passer par une phase liquide. Après conversion, l’UF6  est conditionné dans des conteneurs en acier épais connus sous le nom de cylindres 48Y et expédié vers l’usine d’enrichissement.  

L’Enrichissement (Enrichment process)
Avant que l'uranium puisse être utilisé comme combustible, elle doit être « enrichie ». L’uranium contient deux isotopes, l’U-238 et l’U-235 dont la masse de l’U-235 est un petit peu plus léger. L’uranium naturel contient seulement 0,7% d’U-235 or il faut disposer d’un combustible dont la proportion d’U-235 se situe entre 3 et 5 % pour alimenter la plupart des centrales nucléaires. L’opération consistant à augmenter la proportion d’U- 235 est appelée l’enrichissement. A travers le monde de l'industrie nucléaire, l'uranium est enrichi par deux méthodes : la diffusion gazeuse et l’ultracentrifugation: c’est la Société ETC qui a développé la technologie de l’ultracentrifugation, à la fois fiable et efficace, et qui a fait ses preuves depuis de longues années d'exploitation.

Ce principe de séparation utilise un grand nombre de cylindres rotatoires reliés ensemble pour former des cascades. L’UF6 en phase gazeuse est placé dans le cylindre qui est alors tourné à grande vitesse. La rotation crée une force centrifuge puissante qui projette les molécules gazeuses les plus lourdes (ceux qui contiennent l’U238) vers la paroi du cylindre, tandis que les molécules plus légères (ceux qui contiennent l’U235) ont tendance à se rassembler plus près du centre. Le flux qui est légèrement enrichi en U235 est retiré et introduit immédiatement dans l’étape supérieure, tandis que le flux légèrement appauvri est réintroduit dans l’étape en amont. La capacité d’enrichissement d'U235 est sensiblement plus élevée à partir d'une seule cascade de centrifugation par rapport à une étape de diffusion gazeuse Lorsque le niveau d’enrichissement est suffisant, l’UF6 est conditionné dans de cylindres en acier homologués appelé les cylindres 30B et expédié vers une usine de fabrication de combustible.

La fabrication de combustible (Fuel fabrication)
L’UF6 est converti par opération chimique en dioxyde d’uranium (UO2) sous la forme d’une poudre. Celle-ci est comprimée puis frittée pour donner des pastilles qui sont enfilées dans des tubes. Ces tubes ou crayons de combustible sont assemblés et expédiés vers les centrales nucléaires.

La Centrale Nucléaire (Power plant)
Les assemblages de combustible sont réceptionnés à la centrale nucléaire où ils sont insérés dans le cœur du réacteur.  La fission nucléaire, dans le cœur du réacteur, va fournir la chaleur nécessaire à la production de vapeur à haute pression. Cette vapeur entraine les turbines qui produisent de l’électricité à leur tour.

La Distribution (Power distribution)
L’électricité est transmise vers un réseau et transporté sous haute tension. Après transformation en basse tension elle alimente alors le secteur résidentiel et les entreprises. Dans la mesure où la dépendance mondiale à l’égard de l’électricité est en pleine croissance, répondre de façon durable aux besoins en matière d'électricité devient indispensable. Le nucléaire satisfait cette nécessité.

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