Sources de rayonnements Cycle du combustible nucléaire

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1 Sources de rayonnements Cycle du combustible nucléaire
- Conversion - Jour 4 – Presentation 6 (1)

2 Conversion The product of a uranium mill is not directly usable as a fuel for a nuclear reactor. Additional processing, generally referred to as enrichment, is required for most kinds of reactors. This process requires uranium to be in gaseous form and the way this is achieved is to convert the U308 into the gas uranium hexafluoride (UF6) at a conversion plant. Uranium hexafluoride, is a gas at relatively low temperatures.

3 Conversion Usines Concentration des minerais de ~1% à ~60%
Yellowcake (U3O8 – vraiment un mélange de UO2 et UO3) Diuranate d'ammonium (ADU – (NH4)2U2O7) Sortie de la Conversion: UF6 Le fluor est utilisé pour deux raisons: - Un seul isotope - Les propriétés physiques sont viables commercialement At a conversion facility, uranium is first refined to uranium dioxide, which can be used as the fuel for those types of reactors that do not require enriched uranium.

4 L'hexafluorure d'uranium
Composé clé dans le cycle du combustible nucléaire - Solide pour le stockage - Liquide pour l'alimentation / retrait - Gaz pour le traitement Solid est blanc, dense, cristalline Réagit avec la vapeur d'eau pour produire de l'acide fluorhydrique toxique et corrosif

5 Conversion UF6 + 2H2O →UO2F2 + 4HF U3O8 → UO2 → UF4 → UF6
minerai – conversion - enrichissement Lorsque UF6 réagit avec l'humidité dans l'air, il crée le fluorure d'hydrogène mortel (HF) UF6 + 2H2O →UO2F2 + 4HF The main hazard of this stage of the fuel cycle is the use of hydrogen fluoride. In the USA in 1986 an accident at a conversion facility resulted in the release of UF6. A worker standing nearby was killed, not from any radiological hazard but from inhalation of HF produced by the reaction shown here. fluorure d'uranyle l'acide fluorhydrique Risque chimique Aux Etats-Unis, en 1986, un accident dans une usine de conversion a libéré de l'UF6. Un travailleur debout à proximité a été tué, pas du tout du risque radiologique mais l'inhalation de HF produit par la réaction montrée ci-dessus.

6 Comparaison de Conversion sèche et humide
Processus SEC Prétraitement Aliments préparés et Calcination Réduction (NH3) Hydro fluoration Fluoration Distillation Chargement des produits et la Livraison Processus HUMIDE Digestion Extraction du Solvant Évaporation / Concentré Dénitrification / calcination Réduction (H2 à la vapeur) Hydro fluoration Fluoration Chargement des produits et la livraison The left column is the Dry Process, and the right column is the Wet process.

7 Propriétés de l’UF6 UF6 + 2H2O UO2F2 + 4HF (acide hydorfluorique)
Toute fuite de l'UF6 dans l'air réagit avec l'humidité et apparaître comme un nuage blanc Une fois refroidi à la température ambiante, l'UF6 est un solide à la pression atmosphérique. Les Cylindres d'UF6 sont sous un léger vide lorsqu'ils sont autorisés à atteindre des températures ambiantes. Toute fuite du cylindre aurait tendance à «l'auto-joint" par la formation de UO2F2 à la fuite.

8 Chargement et livraison des produits
L’UF6 produit est pure à 99.99% Emballé dans 10 et 14 cylindres d'une tonne On le laisse refroidir pendant 5 jours pour se solidifier Le débordement est le problème de sûreté le plus élevé Le Produit est livré aux usines de diffusion gazeuse pour l'enrichissement (de matières nucléaires spéciales)

9 Conversion The UF6 is shipped in strong metal containers.

10 Conversion Gore Oklahoma USA (fermée)
In the US there is only one operational Uranium Hexafluoride Production Facility. That facility is located in Metropolis, Illinois. The facility shown here is the one where the accident occurred in 1986 when UF6 was released and a worker was killed as a result of inhalation of HF. It is no longer operating. Gore Oklahoma USA (fermée)

11 Référence International Atomic Energy Agency, Postgraduate Educational Course in Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources (PGEC), Training Course Series 18, IAEA, Vienna (2002)