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Fin des études du procédé d'enrichissement de l'uranium par laser SILVA

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Les recherches sur le procédé d'enrichissement de l'uranium par laser ont été menées à partir du milieu des années 1980, en parallèle aux Etats-Unis (programme Avlis), en France (programme Silva -Séparation Isotopique par Laser de la Vapeur Atomique) et au Japon, en vue de développer une technologie plus compétitive et moins consommatrice d'énergie que la diffusion gazeuse, procédé mis en œuvre industriellement en France à l'usine Eurodif depuis 1979. COGEMA a cofinancé les recherches du CEA de 1993 à 2002.

De l'uranium

En 2000, au vu de la percée spectaculaire de l'ultracentrifugation, liée notamment à l'utilisation de fibres de carbone permettant d'accroître la vitesse de rotation des centrifugeuses, et de la décision américaine d'arrêter le programme Avlis, une expertise industrielle a été menée, à la demande conjointe du CEA et de Cogema, pour déterminer quel serait, de l'enrichissement par laser ou de l'ultracentrifugation, le procédé le plus mûr et le plus compétitif pour remplacer l'usine Eurodif à l'horizon 2010 - 2015. Le développement technologique du procédé Silva n'ayant pas été jugé suffisant pour garantir la compétitivité industrielle à cet horizon, l'ultracentrifugation est apparue comme la technologie la plus adaptée dans les délais requis et a donc été retenue comme solution industrielle pour succéder à celle mise en œuvre à Eurodif.

Néanmoins, compte tenu du potentiel à plus long terme du procédé Silva, particulièrement compact, sélectif et peu consommateur d'énergie, il a été décidé de conduire un programme conclusif démontrant la faisabilité technique du procédé et capitalisant les connaissances acquises dans des conditions compatibles avec une reprise ultérieure du dossier au cas où un développement industriel apparaîtrait nécessaire dans le futur. Un plan de recherche sur 4 ans (2000-2003) a été décidé en septembre 2000 pour un coût de 146 MEuros, avec la réalisation, sur le site CEA de Pierrelatte, d'un démonstrateur intégré, à l'échelle représentative du procédé Silva.

Ce programme, qui est désormais achevé, a été mené strictement dans les délais et coûts prévus et les conclusions du CEA sur Silva démontrent la faisabilité et le potentiel technique du procédé : en particulier, quelque 200 kg d'uranium enrichi à teneur isotopique significative ont été produits en novembre 2003, avec environ une tonne d'uranium appauvri obtenue en parallèle, et l'ensemble des paramètres clés du procédé ont été mesurés conformes aux valeurs attendues.

Au-delà de ces acquis scientifiques et techniques importants, le procédé d'enrichissement par laser pourra bénéficier à plus long terme des évolutions continues dans les domaines des lasers industriels et de l'optique, confirmant ainsi son potentiel d'avenir après la diffusion gazeuse et l'ultracentrifugation.

Note :

Pour utiliser l'uranium dans la plupart des centrales nucléaires de puissance, on doit préalablement l'enrichir, c'est-à-dire augmenter la proportion de l'isotope 235 qu'il contient. Les principaux procédés d'enrichissement sont la diffusion gazeuse d'un composé chimique de l'uranium à travers une paroi poreuse, l'ultracentrifugation (rotation à grande vitesse d'un cylindre contenant un composé chimique gazeux de l'uranium) et l'enrichissement par laser SILVA (illumination de la vapeur d'uranium par un faisceau laser ajusté pour ioniser sélectivement l'isotope 235). La diffusion gazeuse a constitué la première génération industrielle de l'enrichissement; néanmoins sa consommation énergétique est élevée. Aujourd'hui l'ultracentrifugation a acquis une expérience industrielle offrant les meilleures garanties de compétitivité économique et sa consommation d'énergie est bien plus faible, de même que celle du procédé par laser Silva.