La conversion

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

But : obtenir un composé d'uranium gazeux permettant la séparationisotopique

tsublimation = 56°C

F a un seul isotope 19FUF6

Transformations :

UO42-→UO2

2+→ UO3 → UO2 → UF4 → UF6 → UO2

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

- Impuretés à éliminer pour l’obtention d’une qualité nucléaire- absorbants neutroniques : B, Cd…- ions corrosifs : F-, Cl-…- ions gênant la conversion : CO3

2-, SO42-, PO4

3-…

- Teneurs limites acceptables

1,41,41,050,01,03,0g/g U

VMoTiPBAsAprès

6001000100100050500g/g U

VMoTiPBAsAvant

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

Purification

- réalisée sur la solution d'ions uranyle dans HNO3

- extraction – déextraction par le TBP ((CH3CH2CH2CH2)3PO4)

2 NO3- + UO2

2+ + 2 TBP = [UO2(NO3)2](TBP)2

- [NO3-] ↗ : extraction

- [NO3-] ↘ : déextraction

- travail à contre courant

Solution à purifier

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

Obtention de UO3

- Précipitation du diuranate

2 UO22+ + 6 NH3(aq) + 3 H2O → (NH4)2U2O7 + 4 NH4

+

- Calcination du diuranate

(NH4)2U2O7 → 2 UO3 + 2 NH3 + H2O

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

Réduction de UO3 en UO2 et hydrofluoration

UO3 + H2 → UO2 + H2O

UO2 + 4 HF → UF4 + 2 H2O

800°C

500°C

350°C

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

Formation de UF6

- Oxydation de UF4 par F2

- Il faut fabriquer F2 : non transportable, difficilement stockable

- Par électrolyse de l'hydrogénodifluorure de potassium (KHF2)

- à l'anode : 2 F- → F2 + 2 e-

- à la cathode : 2 H+ + 2 e- → H2

Document Areva

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

Formation de UF6

UF4 + F2 → UF6

Documents Areva

Jean-Louis Vignes 24-25 mars 2009

La conversion

- Le rendement de conversion ≥ 99,5 %

- Donne UF6 de pureté nucléaire stocké à – 15°C

- En France : usines de la Comurhex (Areva)- fabrication UF4 à Malvési- fabrication UF6 à Pierrelatte

- production 2006 : 14 500 t de U contenu dans UF6

- l'usine de Pierrelatte transforme aussi l'U provenant du retraitement du combustible usé