La transformation de l’uranium

La question s’est posée dans les années 1970, et elle revient avec force en 2008 : le nucléaire est-il l’énergie de demain ? Les centrales nucléaires ont le mérite de ne pas générer de gaz à effet de serre. Mais elles produisent une autre forme de pollution, des déchets nucléaires qui doivent êtres isolés de l’homme pendant au moins 10 000 ans… Beaucoup d’investisseurs parient sur la renaissance du nucléaire. Résultat : le prix de l’uranium a explosé. Et le Canada, premier producteur mondial du métal radioactif, encaisse les profits. Voici la petite histoire de l’uranium, de la prospection au réacteur nucléaire.

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La présence d’uranium dans le sol est assez facile à découvrir. Il suffit de survoler un territoire en mesurant la radioactivité qui s’en dégage. Lorsque celle-ci est élevée, des géologues viennent recueillir des échantillons, qui sont analysés en laboratoire. L’étape de l’exploration peut durer des années. Avant de construire une mine, il faut s’assurer que le gisement sera rentable.

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La mine de la rivière McArthur, dans le nord de la Saskatchewan, exploite le gisement le plus rentable du monde. Son rendement est de 420 lbs (191 kilos) d’uranium par tonne de roches sortie de terre, 100 fois plus que la plupart des mines d’uranium dans le monde ! La compagnie canadienne Cameco est responsable des opérations de la mine.

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À la rivière McArthur, l’uranium est situé à un demi-kilomètre sous terre. Des galeries ont été creusées au-dessus et en-dessous du gisement (en vert). Une cage d’acier qui descend le long d’un puits permet d’accéder aux deux niveaux de la mine.

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Puisque l’uranium projette des particules alpha, beta et des rayons gama, les mineurs ne doivent pas entrer en contact avec le minerai. On utilise donc le procéder du forage montant. Une foreuse est d’abord installée au-dessus du gisement.

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La foreuse perce le bloc d’uranium jusqu’aux galeries du bas.

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On attache au manche une tête de foreuse plus large que le trou. En remontant, elle broie la roche.

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Un tracteur muni d’une benne récolte le minerai. Le véhicule est téléguidé, ce qui évite à l’opérateur de s’exposer aux radiations. Il se tient à 30 m derrière le véhicule et manipule les manettes d’une grosse télécommande fixée à sa taille

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Le tracteur vide sa benne dans un broyeur. L’uranium passe par différents traitements au fond de la mine.

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Le minerai monte à la surface sous une forme boueuse, propulsé vers le haut par des pompes puissantes.

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La «boue» d’uranium est purifiée et séchée. Le produit final, qui sort de la mine dans des barils de métal, est une poudre appelée yellowcake (gâteau jaune). Le concentré d’uranium – qui n’est pas nécessairement de couleur jaune – passe ensuite par la raffinerie et l’usine d’enrichissement.

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L’ultime étape avant le réacteur nucléaire est la fabrication des pastilles d’uranium. L’uranium est modelé en petit cylindres de la grosseur d’un caramel mou. Les cylindres sont ensuite cuits à très forte température, ce qui leur donne une texture de céramique.

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On insère les pastilles dans des tubes de métal. C’est sous cette forme qu’elles entrent dans le réacteur nucléaire.

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Les tubes de métal sont scellés et recouverts de béton pour bloquer les radiations. Ils sont livrés aux centrales nucléaires.

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Une centrale nucléaire fonctionne comme n’importe quelle autre centrale thermique. Une source de chaleur (la fission nucléaire dans ce cas-ci) fait bouillir un réservoir d’eau. La vapeur obtenue fait ensuite tourner la turbine d’une génératrice d’électricité.

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1) Les tubes sont placés dans le réacteur nucléaire. Des neutrons sont projetés sur les atomes d’uranium qui se cassent, en libérant une forte chaleur. C’est la fission.
2) La chaleur du réacteur fait bouillir un réservoir d’eau.
3) La vapeur fait tourner la turbine de la génératrice d’électricité. L’eau, refroidie, retourne au réservoir.

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Il y a 437 réacteurs nucléaires dans le monde. Ceux-ci comptent pour 16% de la production totale d’électricité.