Enrichissement de l’uranium
Procédé qui augmente la part d’U-235 fissile dans l’uranium au-delà de sa teneur naturelle de 0,711 %, pour fabriquer du combustible de réacteur ou, à des niveaux très élevés, des matières de qualité militaire.
L’uranium naturel contient 99,28 % d’U-238 et 0,711 % d’U-235. Les réacteurs à eau légère utilisent de l’uranium faiblement enrichi (LEU) à 3–5 % d’U-235 ; les combustibles récents montent jusqu’à 5–10 % (LEU+). Le HALEU, uranium faiblement enrichi à haute teneur entre 5 % et 20 %, est nécessaire à de nombreux réacteurs avancés et SMR. Au-delà de 20 %, on parle d’uranium hautement enrichi (HEU) ; la qualité militaire correspond à environ 90 %.
L’uranium est converti en hexafluorure d’uranium (UF6) puis enrichi presque entièrement par centrifugation gazeuse, qui consomme environ 50 kWh par unité de travail de séparation (UTS, SWU), soit environ 2 % de l’énergie des usines de diffusion gazeuse qu’elle a remplacées.
Produire 1 kg de LEU à 4,5 % avec des rejets à 0,25 % demande environ 8,9 kg d’uranium naturel et 6,9 UTS. Un REP de 1 GWe consomme environ 20 à 25 t de combustible enrichi par an, ce qui exige environ 150 000 UTS et quelque 200 t d’uranium naturel.
La capacité mondiale avoisine 60 millions d’UTS par an, détenue par Rosatom (environ 40 %), Urenco, Orano et CNNC. L’interdiction américaine des importations d’uranium enrichi russe (dérogations jusqu’en 2028) a déclenché des extensions chez Urenco USA, à l’usine Georges Besse II d’Orano et un projet d’usine Orano dans le Tennessee.
Termes associés
Tous les termes →- Fission nucléaire
Division d’un noyau lourd, comme l’uranium 235 ou le plutonium 239, en noyaux plus légers après absorption d’un neutron, avec libération d’environ 200 MeV d’énergie et de nouveaux neutrons.
- Réacteur à eau pressurisée (REP, PWR)
Type de réacteur nucléaire le plus répandu, dans lequel de l’eau sous forte pression refroidit le cœur sans bouillir et transmet sa chaleur à un circuit vapeur séparé.
- Petit réacteur modulaire (SMR)
Réacteur nucléaire d’au plus 300 MWe environ par module, conçu pour être fabriqué en usine et déployé par modules pour réduire la durée de construction et le risque de financement.
- Taux de combustion (burnup)
Énergie thermique tirée du combustible nucléaire par unité de masse de métal lourd initial, exprimée le plus souvent en gigawatts-jours par tonne (GWj/tML).
- Cycle du thorium
Cycle du combustible nucléaire fondé sur le thorium 232 fertile, qui absorbe un neutron et se transforme en uranium 233 fissile, en alternative au combustible uranium-plutonium.