Sources de rayonnements Cycle du combustible nuclaire Enrichissement

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

Enrichissement IAEA 2

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

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 (UF 6) - Passer UF 6 à travers une membrane poreuse - Utiliser les différentes vitesses moléculaires deux isotopes pour obtenir une séparation IAEA 4

Théorie de Base de Diffusion Gazeuse • 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 IAEA 5

Cylindre rempli de l’UF 6 Solide IAEA 6

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

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'UF 6 soit solide, en prenant au moins 5 jours • Dosage typique des résidus est compris entre 0, 2% et 0, 4% IAEA 8

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 IAEA 9

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

Diffusion Gazeuse IAEA 11

Centrifuge à Gaz IAEA 12

Pourquoi Centrifuge à Gaz? Ø Grand effet d'enrichissement par étape > 1. 05 vs 1. 004 pour GDP Ø Plus compact Ø Réduction des stocks d'uranium en cascades Ø Meilleure efficacité énergétique Ø < 5% de l'énergie en général a déclaré GDP Ø Réalise plus rapidement l'équilibre / état stable Ø sur une journée au lieu de "semaines" pour le GDP IAEA 13

Centrifuge à Gaz IAEA Vue d'une cascade Urenco 14

Comparison de Sûreté: GC vs GDP Ø Centrifuge Ø Des pressions plus faibles, moins de stocks, plus d'isolement Ø Installation récente Ø Zones liquides UF 6 comparable Ø Conclusion: risque GC probablement inférieur IAEA 15

Qu'est-ce que l'uranium appauvri? Ø Définition: Ø L'uranium appauvri (UA) est l'uranium qui contient moins d’isotope naturel de l'uranium-235 Ø Isotope Naturel = approximativement 0. 712% U-235 Ø “Normal UA” est autour de 0. 2 - 0. 4% U-235 Ø UA vient comme un "sous-produit" - certains disent «déchets» de l'enrichissement IAEA 16

Contexte de l’UA Ø Généré par chaque processus d'enrichissement Ø Génération UA ne peut être évitée Ø Risques perçus Ø vieux conteneurs et rouillés Ø chimique - UF 6, F 2 Ø responsabilité de nettoyage, les accidents IAEA 17

Cylindres A DUF 6 IAEA 18

Cylindres des résidus De l’UF 6 IAEA 19

Uranium Appauvri Ø 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. Ø 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. Ø Utilisations militaires comprennent des blindage défensifs et des balles. IAEA 20

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. IAEA 21

Quels sont les risques potentiels de UAF 6? Ø UA très toxique chimiquement que radiotoxique Ø métal lourd Ø ingestion équivalent à environ une dose de 1 rem peut être fatale Ø DUF 6 réagit facilement avec de la vapeur d'eau atmosphérique pour former UO 2 F 2 et le fluorure d'hydrogène (à la fois «mauvais» ) Ø DUF 6 corrosif (+ HF effet) Ø DUF 6 réagit violemment avec la plupart des matières organiques IAEA 22

Référence Ø International Atomic Energy Agency, Postgraduate Educational Course in Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources (PGEC), Training Course Series 18, IAEA, Vienna (2002) IAEA 23