Open Access
Numéro
Collection SFO - Vol. 4
Volume 4, 1996
Page(s) 547 - 556
DOI https://doi.org/10.1051/sfo/1996018
Collection SFO 4 (1996) 547-556
DOI: 10.1051/sfo/1996018

Séparation isotopique par laser

D. Doizi

CEA, CE Saclay, DCC/DPE/SPL/SCLO, Bât. 467, 91191 Gif-sur-Yvette cedex, France


Résumé
L'enrichissement de l'Uranium consiste à augmenter la teneur de l'isotope 235 (0,7 % dans l'uranium naturel) jusqu'aux teneurs utilisables dans les réacteurs produisant l'électricité (entre 3 et 5 %) en rejetant un produit très appauvri de cet isotope (moins de 0,2 %). Cette activité importante intervient pour environ 10 % dans le coût du kWh d'origine électronucléaire c'est-à-dire pour environ 2 centimes. Exprimée en termes de marche mondial, l'activité enrichissement représente environ 25 milliards de francs. Les besoins mondiaux s'élèvent à environ 30 MUTS/an (l'UTS est l'Unité de Travail de Séparation, on retiendra que 10 UTS sont nécessaires pour produire un kg d'Uranium enrichi à 5 % à partir de 10 kg d'Uranium naturel). Ils sont couverts principalement par les procédés de diffusion gazeuse et d'ultracentrifugation. L'usine de diffusion gazeuse Georges Besse située dans la Drôme a une capacité de 10,8 MUTS/an, elle couvre le quart des besoins mondiaux. Le marche mondial se caractérise aujourd'hui par une surcapacité de production. À l'horizon 2010, les usines actuelles de diffusion gazeuse très consommatrices en énergie (2450 kWh par UTS) devront être remplacées par des usines nouvelles permettant un abaissement très significatif du coùt de l'UTS. Le procédé SILVA (Séparation Isotopique par Laser sur Vapeur Atomique) est le procédé étudié en France qui pourrait se substituer avantageusement à la diffusion gazeuse. Ce procédé, qui utilise une excitation résonnante de l'Uranium 235, se caractèrise par une séparation effectuée en une étape (1400 étapes pour la diffusion gazeuse), une consommation énergétique environ 25 à 40 fois moindre, une taille environ dix fois plus petite et un objectif de coût environ moitié de celui de la diffusion gazeuse amortie. Le CEA y consacre, en collaboration avec le futur opérateur industriel COGEMA, environ 427 millions de francs cette année.
Le procédé SILVA est composé de deux grands sous-ensembles :
- le séparateur qui génère la vapeur atomique,
- l'atelier laser qui fournit les photons permettant l'ionisation sélective de l'Uranium 235.
Un schéma de principe est représenté sur la figure 1. Ces deux entités seront décrites successivement en insistant plus particulièrement sur l'atelier laser, objet de cette présentation.



© EDP Sciences 1996

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