Piscine de combustible nucléaire usé

Uranium - combustible nucléaire

Uranium - combustible nucléaire

L'uranium est le combustible nucléaire le plus couramment utilisé dans les réactions de fission nucléaire. C'est un élément naturel qui peut être trouvé dans la nature. Cependant, pour pouvoir utiliser de l'uranium dans un réacteur nucléaire, il doit subir un certain traitement.

Pour connaître les particularités qui rendent l'uranium aussi différente des autres substances, il faut avant tout envisager une physique nucléaire de base.

Considérations physiques de base de l'uranium

Un atome d'un noyau et d'électrons entourant ce noyau. À son tour, un noyau se compose de protons et de neutrons. Un proton a une charge positive. Un neutron n'a pas de charge électrique et est neutre.

Les accusations positives des protons tentent de pousser violemment vers l'extérieur. Ce qui les empêche de se séparer est un nouveau type de force: une force d'attraction immensément puissante à courte portée, agissant indistinctement entre les protons et les neutrons (qui, de ce point de vue, sont tous des nucléons). La force nucléaire à courte portée les tient ensemble, en opposition à l'effet répulsif des charges positives sur les protons. De cette façon, les neutrons agissent comme "ciment nucléaire". & Quot;.

Caractéristiques de l'uranium, un élément instable

Le noyau d'un atome d'uranium contient 92 protons. Dans ces conditions, la force répulsive parmi les protons est sur le point de surmonter la force nucléaire.

Les atomes d'un même élément peut appartenir à différents isotopes en fonction du nombre de neutrons contenant.

S'il y a 146 neutrons dans le noyau de l'atome d'uranium, il est dans un état instable. Cette forme d'uranium contenant un total de 238 nucléons (92 protons et 146 neutrons), s'appelle uranium-238.

L'arrangement suivant le plus probable est un noyau d'uranium contenant trois neutrons moins: uranium-235. Les atomes avec ces noyaux plus légers représentent environ 0,7% de l'uranium naturel.

Les deux cas sont le même élément, l'uranium, puisqu'ils ont 92 protons. Cependant, ils appartiennent à des isotopes différents parce que l'on a 238 neutrons et l'autre 235.

Le noyau uranium-235 est déjà soumis à un stress proche de la rupture interne; Un neutron parasite qui l'approche peut le briser complètement.

Pour les réactions de fission nucléaire, nous sommes intéressés par cette combinaison de protons et de neutrons qui est donc sur le point de surmonter la force nucléaire. Ainsi, en ajoutant simplement un neutron à l'atome, il explose et se divise, générant d'autres neutrons qui peuvent entrer en collision avec d'autres atomes d'uranium qui sont également à la limite.

L'uranium enrichi et l'uranium appauvri

L'uranium appauvri est un mélange des mêmes trois isotopes d'uranium, sauf qu'il a très peu de 234U et 235U. Il est moins radioactif que l'uranium naturel.

L'uranium enrichi est un autre mélange d'isotopes qui a plus de 234U et 235U que l'uranium naturel. L'uranium enrichi est plus radioactif que l'uranium naturel.

L'uranium naturel est utilisé pour fabriquer de l'uranium enrichi; Le produit excédentaire est l'uranium appauvri.

Applications de l'uranium

L'uranium est très important dans l'industrie de l'énergie nucléaire en tant que combustible nucléaire. Plus précisément, les ractures nucléaires utilisent souvent de l'uranium enrichi. Malgré cela, il existe d'autres applications de l'uranium appauvri.

L'uranium est presque aussi dur que l'acier et beaucoup plus dense que le plomb. Cette fonctionnalité rend l'uranium appauvri un élément optimal pour les applications telles que:

  • Contrepoids en rotors d'hélicoptères et parties d'avions
  • Protection contre les rayonnements ionisants
  • Composant des munitions afin qu'ils puissent pénétrer plus facilement dans les véhicules blindés de l'ennemi.
  • Blindage dans les véhicules militaires.

 

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Références

Dernier examen: 29 août 2017