Le développement industriel des réacteurs nucléaires n'est possible que grâce à la création d'industries spécialisées, souvent fort complexes, en particulier celles qui assurent les différentes phases de transformation du combustible nucléaire destiné à l'alimentation des réacteurs. Il s'agit tout d'abord d'extraire le minerai d'uranium, de le mettre sous les formes physiques et chimiques permettant l'entretien de la réaction en chaîne dans les réacteurs et de gérer les combustibles usés une fois que l'énergie nucléaire en a été extraite. On s'intéressera surtout dans cet article aux réacteurs à eau légère, qui constituent la majorité du parc mondial. Le cycle du combustible associé à ces réacteurs utilise obligatoirement l'uranium enrichi. Pour la gestion des combustibles usés, deux grandes options sont déployées sur le plan industriel :
– le cycle fermé, dans lequel les matières valorisables sont récupérées dans des usines particulières pour être recyclées et produire encore de l'énergie nucléaire, les déchets ultimes étant conditionnés pour être entreposés ou stockés ;
– le cycle ouvert, dans lequel les combustibles usés sont entreposés dans l'attente d'une solution définitive.
1. les différentes étapes du cycle du combustible
En partant du minerai d'uranium naturel, cinq grandes étapes sont nécessaires pour obtenir les éléments combustibles que l'on charge en réacteur. Ces phases, représentant l'amont du cycle, sont les suivantes :
– l'exploitation minière de l'uranium et la production de concentrés purifiés sous forme de di-uranate (NH4)2U2O7 ;
– la conversion chimique de ces concentrés en hexafluorure UF6 gazeux, en passant par les phases oxydes UO3 et UO2 ;
– l'enrichissement de l'hexafluorure, permettant d'augmenter la teneur en uranium 235 aux valeurs compatibles avec l'entretien d'une réaction en chaîne dans les réacteurs à eau légère (de 3,25 p. 100 à 4,5 p. 100 selon les gestions des éléments combustibles en réacteur) [cf. L'enrichissement de l'uranium] ;
– la conversion de l'hexafluorure enrichi UF6 en oxyde UO2 sous forme de poudre, qui constitue la matière de base des assemblages d […]
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