IAEA Sources de rayonnements Cycle du combustible nucléaire – Enrichissement- Jour 4 – Leçon 6(2) 1.

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1 IAEA Sources de rayonnements Cycle du combustible nucléaire – Enrichissement- Jour 4 – Leçon 6(2) 1

2 IAEA Enrichissement 2

3 IAEA Diffusion Gazeuse  Deux processus d’enrichissement:  Diffusion Gazeuse  Centrifugeuses à gaz 3

4 IAEA Théorie de Base de Diffusion Gazeuse La Diffusion gazeuse utilise la diffusion moléculaire pour séparer les isotopes de l'uranium Trois exigences fondamentales sont nécessaires: - Combiner l’uranium avec le fluor pour former l'hexafluorure d'uranium (UF6) - Passer UF6 à travers une membrane poreuse - Utiliser les différentes vitesses moléculaires des deux isotopes pour obtenir une séparation 4

5 IAEA L’Enrichissement de 235 U par une membrane poreuse (ou barrière) est très minute Des milliers de passages sont nécessaires pour augmenter l'enrichissement de l'uranium naturel (0,711%) pour un essai utilisable de 4 ou 5% pour une utilisation dans les réacteurs Théorie de Base de Diffusion Gazeuse 5

6 IAEA Cylindre rempli de l’UF 6 Solide 6

7 IAEA Diffusion Gazeuse Enrichissement de 235 U à travers une membrane poreuse (ou barrière) est très minute 7

8 IAEA Condensation et retrait des résidus Les résidus sont les flux d'UF 6 appauvri UF 6 est comprimé et condensé en un liquide Retiré dans des cylindres de 10 ou 14 tonnes Refroidi dans des conditions ambiantes jusqu'à ce que l'UF6 soit solide, en prenant au moins 5 jours Dosage typique des résidus est compris entre 0,2% et 0,4% 8

9 IAEA Risques Potentiels Risque global primaire est une diffusion majeure de l’UF 6 Chute du cylindre liquide est plus crédible Lorsque l'UF 6 réagit avec l'eau, il forme de l'acide fluorhydrique Corrosif et toxique 9

10 IAEA UF 6 - hexafluorure d'uranium HF - fluorure d'hydrogène Cl 2 - chlore NH 3 - Ammoniac ClF 3 – tri-fluorure de chlore Risques Significatifs 10

11 IAEA Diffusion Gazeuse 11

12 IAEA Centrifuge à Gaz 12

13 IAEA Pourquoi Centrifuge à Gaz?  Grand effet d'enrichissement par étape > 1.05 vs 1.004 pour GDP  Plus compact  Réduction des stocks d'uranium en cascades  Meilleure efficacité énergétique  < 5% de l'énergie en général a déclaré GDP  Réalise plus rapidement l'équilibre ​​ / état stable  sur une journée au lieu de "semaines" pour le GDP 13

14 IAEA Centrifuge à Gaz Vue d'une cascade Urenco 14

15 IAEA Comparison de Sûreté: GC vs GDP  Centrifuge  Des pressions plus faibles, moins de stocks, plus d'isolement  Installation récente  Zones liquides UF6 comparable  Conclusion: risque GC probablement inférieur 15

16 IAEA Qu'est-ce que l'uranium appauvri?  Définition:  L'uranium appauvri (UA) est l'uranium qui contient moins d’isotope naturel de l'uranium-235  Isotope Naturel = approximativement 0.712% U-235  “Normal UA” est autour de 0.2 - 0.4% U-235  UA vient comme un "sous-produit" - certains disent «déchets» de l'enrichissement 16

17 IAEA Contexte de l’UA  Généré par chaque processus d'enrichissement  Génération UA ne peut être évitée  Risques perçus  vieux conteneurs et rouillés  chimique - UF6, F2  responsabilité de nettoyage, les accidents 17

18 IAEA Cylindres A DUF 6 18

19 IAEA Cylindres des résidus De l’UF 6 19

20 IAEA  Peu de l’ U-235 reste dans des résidus (généralement moins de 0,3%) de sorte qu'il n’a plus d’utilité pour l'énergie.  L'uranium appauvri est utilisé sous forme de métal dans les quilles de bateaux, de contrepoids, comme protection contre les rayonnements, car il est 1,7 fois plus dense que le plomb.  Utilisations militaires comprennent des blindage défensifs et des balles. Uranium Appauvri 20

21 IAEA Uranium appauvri– Risques L'exposition externe au rayonnement de l'uranium appauvri pure est moins préoccupante parce que le rayonnement alpha émis par ses isotopes parcours seulement quelques centimètres dans l'air et peut être arrêté par une feuille de papier. En outre, la faible concentration de l'uranium 235 qui reste en uranium appauvri émet seulement une petite quantité de rayonnement de faible énergie gamma. La toxicité chimique de l'uranium appauvri est d'environ un million de fois plus grande in vivo que son risque radiologique. 21

22 IAEA Quels sont les risques potentiels de UAF 6 ?  UA très toxique chimiquement que radiotoxique  métal lourd  ingestion équivalent à environ une dose de 1 rem peut être fatale  DUF6 réagit facilement avec de la vapeur d'eau atmosphérique pour former UO2F2 et le fluorure d'hydrogène (à la fois «mauvais»)  DUF6 corrosif (+ HF effet)  DUF6 réagit violemment avec la plupart des matières organiques 22

23 IAEA 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) 23