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[[en:Uranium]]
[[es:Uranio]]
[[File:URANIUM.png|200px|thumb|Figure 1. L'uranium, [[numéro atomique]] de 92 et un [[poids atomique]] de 238,02891.<ref>Made internally by a member of the Energy Education team. Information from the Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), Available: http://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm</ref>]]

<onlyinclude>L''''uranium''' est le 92<sup>e</sup> [[élément]] du [[tableau périodique des éléments|tableau périodique]], et l'élément naturel le plus lourd sur Terre.<ref name=ucdavis>UC Davis Chem Wiki. (June 17, 2015). ''Nuclear Reactions'' [Online]. Available: http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Nuclear_Chemistry/Nuclear_Reactions</ref> Il est connu pour être une source abondante d'[[énergie]] concentrée,<ref name=wna>World Nuclear Association. (June 22 2015). ''What is Uranium?'' [Online], Available: http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Introduction/What-is-Uranium--How-Does-it-Work-/</ref> avec la plus grande [[densité énergétique]] de tous les [[combustible]]s du monde utilisés pour la [[production électrique|génération d'électricité]].</onlyinclude>

L'uranium se trouve relativement couramment sur la Terre, avec une abondance de 2,8 [[parties par million]] dans la [[section transversale de la Terre|croute terrestre]].<ref name=nfc>N. Tsoulfanidis, "Nuclear Fuel Resources, Mining, and Milling" in ''The Nuclear Fuel Cycle'', 1st ed., La Grange Park, Illinois: American Nuclear Society, 2013, ch.2, sec.1, pp. 28-56</ref> Il est donc plus commun que l'or, aussi commun que l'étain et moins commun que le [[cuivre]]. 99,3 % de l'uranium trouvé sur Terre est de l'uranium-238, qui est « [[fertile]] », tandis que le reste (0,7 %) est de l'uranium-235, un combustible « [[fissile]] ». Par conséquent, seule une très petite quantité de l'uranium présent à l'état naturel peut être utilisée dans un processus de [[fission nucléaire]], à moins qu'il ne subisse un processus d'[[enrichissement de l'uranium]], qui augmente la concentration d'uranium-235, ou que l'uranium-238 ne soit transformé de sa forme fertile en un isotope fissile du [[plutonium]]. Pour en savoir plus sur la reproduction, cliquez [[surgénérateur|ici]].

==L'uranium comme combustible==
''Pour plus d'informations, visitez : [[exploitation de l'uranium]], [[enrichissement de l'uranium]], [[réaction nucléaire en chaîne]] et [[cycle du combustible nucléaire]].''

L'uranium constitue un excellent [[combustible nucléaire]], et est utilisé comme [[combustible primaire]] dans les [[réacteur nucléaire|réacteurs nucléaires]] du monde entier. Dans cette section, le cycle du combustible de l'uranium sera brièvement exploré. Pour plus d'informations, consultez les pages ci-dessus.

===Acquisition et traitement===
[[File:Pichblende.jpg|250px|thumb|Figure 2. L'uraninite, également connue sous le nom de pitchblende, est un minerai couramment exploité.<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Pichblende.jpg</ref>]]
[[File:Jason1.png|350px|thumb|Figure 3. Faisceau de barres de combustible d'uranium CANDU avec [[À propos|Jason Donev]] pour échelle.<ref>This image is from the private collection of a member of the energy education team.</ref> Ce faisceau, s'il est plein et dans un [[réacteur CANDU]], fournirait toute l'[[électricité]] nécessaire à une famille de 4 personnes au Canada pendant 100 ans.]]

L'uranium peut être récolté sur la Terre par [[l'exploitation de l'uranium]], cependant l'aspect pratique de sa récolte dépend de nombreux facteurs. La [[technologie]] disponible et le coût total doivent être pris en compte lors de l'élaboration d'un projet d'exploitation minière, et la teneur du minerai doit également rendre le projet rentable.<ref name=nfc/> Une fois le minerai extrait (figure 2), il subit un traitement au cours duquel l'uranium est transformé en une forme souhaitable. Certains réacteurs nucléaires, comme le [[réacteur CANDU|CANDU]], peuvent utiliser l'uranium dans sa composition naturelle. Cependant, la plupart des réacteurs exigent que l'uranium soit enrichi, ce qui signifie que la concentration d'uranium-235 passe de 0,7 % à environ 5 %.<ref name=wna/>

L'enrichissement de l'uranium permet aux centrales d'utiliser de l'[[eau légère]] (eau ordinaire) comme liquide de refroidissement et modérateur, car l'enrichissement augmente le nombre de réactions nucléaires dans le réacteur. Après l'enrichissement, l'uranium est transformé en petites pastilles de combustible et chargé dans un crayon de combustible. Celles-ci sont assemblées en grappes de combustible, comme le montre la figure 3. Ces grappes de combustible sont placées directement dans le cœur d'un réacteur, prêtes pour la fission.

===Utilisation et production d'électricité===

Une fois l'uranium assemblé, il peut être utilisé dans un réacteur pour produire de la chaleur. Une idée fausse très répandue est que les [[centrale nucléaire|centrales nucléaires]] convertissent par magie leur combustible directement en électricité. Cependant, une fois la chaleur produite, leur fonctionnement est presque identique à celui d'une [[centrale électrique au charbon]] ordinaire. Selon le type de réacteur, la chaleur est transférée à de l'eau en circulation qui bout en [[vapeur]], soit directement (comme le réacteur [[RBMK]]), soit indirectement (comme le [[réacteur à eau pressurisée]]). Cette vapeur pressurisée peut ensuite être utilisée pour faire tourner une grande [[turbine]] et un [[générateur]], fournissant de l'[[électricité]] pour les besoins du monde.

Comme mentionné, l'[[isotope]] uranium-235 est fissile. Cela signifie qu'il subit une fission nucléaire lors de l'absorption d'un [[neutron]], ce qui dégage beaucoup d'[[énergie]] sous forme de [[chaleur]]. Cependant, l'uranium-235 n'est pas le seul isotope qui peut fournir de la chaleur dans un réacteur. Par le processus de [[transmutation]], l'uranium-238 peut être converti en plutonium-239 par une série de [[désintégration bêta|désintégrations bêta]]. Le plutonium-239 est fissile, tout comme l'uranium-235, et sa fission fournit de l'énergie supplémentaire. Par le processus de [[transmutation]], l'uranium-238 peut être converti en plutonium-239 par une série de [[désintégration bêta|désintégrations bêta]]. Le plutonium 239 est fissile, tout comme l'uranium 235, et sa fission fournit de l'énergie supplémentaire. Pour un réacteur à eau légère comme un [[réacteur à eau bouillante]] ou un [[réacteur à eau pressurisée]], cela représente environ 1/3 de la puissance et environ 1/2 de l'énergie d'un réacteur CANDU.<ref name=wna/>

[[File:BoilingWaterReactor.gif|700px|thumb|center|Figure 4. Un réacteur nucléaire à eau bouillante, qui fonctionne grâce à un combustible à base d'uranium.<ref>NRC. (June 23 2015). ''The Boiling Water Reactor'' [Online], Available: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html</ref>]]

==L'uranium dans d'autres utilisations==

L'uranium a de nombreux autres usages en dehors de son utilisation principale dans la production d'électricité. Il a apporté au monde de nombreuses innovations positives dans les secteurs médical et industriel, et a également fait l'objet d'un examen négatif pour son utilisation et sa production d'armes.

===Radioisotopes===

Les radioisotopes dérivés de la désintégration des isotopes de l'uranium sont largement utilisés dans le monde.

En '''médecine''', ils sont utilisés pour le diagnostic et la recherche. Dans le monde occidental, environ une personne sur deux est susceptible de bénéficier des avantages de la médecine nucléaire au cours de sa vie.<ref name=wna/>

Les radioisotopes sont également utilisés dans l''''industrie alimentaire''', car ils permettent de conserver les aliments, de tuer les parasites et de contrôler le mûrissement des fruits et des légumes.<ref name=wna/>

'''Industriellement''', ils sont utilisés pour la sécurité car ils peuvent détecter des fuites, fournir des analyses de minéraux et de combustibles, et l'uranium peut servir de bouclier contre les radiations.<ref>Jefferson Lab. (June 23 2015). ''Uranium'' [Online], Available: http://education.jlab.org/itselemental/ele092.html</ref> L'élément [[radioactif]] Américium est également utilisé dans les détecteurs de fumée.

===Armes===
[[File:nagasak.jpg|250px|thumb|Figure 5. Le nuage produit par l'explosion au-dessus de Nagasaki.<Ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nagasakibomb.jpg</ref>]]

L'énergie de l'uranium, ainsi que son sous-produit, le plutonium, ont toujours eu des conséquences désastreuses. Les premières [[bombe nucléaire|bombes nucléaires]] ont été développées pendant la Seconde Guerre mondiale, dans le secret, par les États-Unis, dans le cadre de ce que l'on a appelé le [[projet Manhattan]].<ref name=nf>Nuclear Files. (June 23 2015). ''Manhattan Project'' [Online], Available: http://www.nuclearfiles.org/menu/key-issues/nuclear-weapons/history/pre-cold-war/manhattan-project/</ref>

La différence principale entre les armes nucléaires et le combustible utilisé dans les réacteurs est la qualité du combustible. Nous avons déjà mentionné que l'enrichissement de l'uranium-235 doit être d'environ 5% pour de nombreux réacteurs, ce qui est en soi une tâche compliquée. Pour les ''bombes'', cet enrichissement doit être d'environ '''90%'''.<ref name=hypp>Hyperphysics. (June 23 2015). ''Uranium Bomb'' [Online], Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/bomb.html#c3</ref> Ce fait a contribué à contrôler la prolifération des armes nucléaires, car il est difficile pour un groupe de personnes ordinaires de développer une qualité d'uranium aussi élevée.

La première bombe nucléaire à avoir explosé au combat, appelée « Little Boy », a été mise au point dans le cadre du projet Manhattan et a explosé au-dessus d'Hiroshima. Elle a utilisé deux morceaux d'uranium-235 sous-critique qui, lors de la détonation, se sont écrasés l'un contre l'autre, produisant une [[réaction nucléaire en chaîne]] incontrôlable et dégageant une énergie égale à 13 000 [[tonne courte|tonnes courtes]] de TNT.<ref name=nf/> La deuxième et dernière bombe jamais déclenchée au combat a été appelée « Fat Man », qui a utilisé du plutonium hautement enrichi, dégageant une énergie égale à 20 000 tonnes de TNT.<ref name=nf/>

L'utilisation de ces bombes est extrêmement controversée depuis leur détonation, car elles ont tué des centaines de milliers de personnes. Cette utilisation destructrice de l'énergie nucléaire a probablement influencé la façon dont les gens ont perçu les quelques rares catastrophes nucléaires de [[Tchernobyl]], [[Fukushima]] et [[Three Mile Island]]. Dans l'ensemble, cela a laissé une [[attitude du public à l'égard des sources d'énergie#Soutien à l'énergie nucléaire|vue négative de l'énergie nucléaire]] dans une grande partie de la population générale.

==Vidéo==
La vidéo ci-dessous est issue du Energy Education de l'Université de Calgary. Ils ont créé une série complète de courtes vidéos sur la [[https://www.youtube.com/playlist?list=PL1xLkQN5TokXA8hampg601xrb68mpUfgg|science nucléaire]].

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</html>

==Références==
{{reflist}}
[[Category:Uploaded]]

Uranium - Historique des versions

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french>Luisa le 31 janvier 2022 à 18:34

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