Le combustible nucléaire

Dans les centrales nucléairescentrales nucléaires, c'est l'uranium 235 qui est le plus souvent utilisé comme combustible. Mais qu'est-ce que qu'un combustible nucléaire ?

L'uranium 235, combustible nucléaire. © DR

Combustible nucléaire : pourquoi l'uranium ?

Les principaux atomes fissiles sont l'uranium 233, l'uranium 235, le plutonium 239 et le plutonium 241. Seul l'uranium 235 se trouve à l'état naturel. C'est donc le plus souvent lui qui est utilisé comme combustible dans les centrales nucléaires.

Un combustible est, par définition, une matière qui fournit de la chaleurchaleur en brûlant. Les combustibles les plus connus sont le boisbois, le charboncharbon, ou le pétrolepétrole. L'uranium utilisé dans les réacteurs des centrales nucléaires est appelé combustible car il dégage de la chaleur, non pas par réelle combustioncombustion mais par fission.

Caractéristiques de l'uranium

L'uranium naturel, sous forme de mineraiminerai, est un mélange de deux isotopesisotopes : l'uranium 238, de très loin le plus abondant, et l'uranium 235, sous forme de traces. Or, c'est précisément l'uranium 235, qui subit la fission nucléairefission nucléaire. L'enrichissement est l'opération qui consiste à augmenter la proportion d'uranium 235 dans la massemasse d'uranium.

La « combustion » d'une pastille d'uranium de 7 grammes peut libérer autant d'énergieénergie qu'1 tonne de charbon. Le cœur d'un réacteur nucléaire, contient plusieurs millions de pastilles. Chacune va y séjourner pendant trois ou quatre ans. Des transformations s'opèrent pendant cette période : consommation progressive de l'uranium 235 et apparition de produits de fission. Au bout d'un certain temps, le combustible doit donc être retiré du réacteur. Il est renouvelé par tiers lors des « arrêts de tranche ».