L’uranium possède la particularité d’être le seul élément qui possède à l’état naturel un isotope fissile, l’uranium 235 : sous l’action de neutrons il peut subir des réactions de fission (c’est-à-dire de cassure du noyau) qui s’accompagnent d’un dégagement d’énergie.
Ce sont ces réactions de fission des atomes d’uranium 235 qui sont dans les réacteurs actuels à l’origine de l’essentiel de la production de chaleur, transformée par l’intermédiaire d’échangeurs thermiques en vapeur qui entraîne ensuite les turbines de production d’électricité.
En ordre de grandeur, le combustible produit à partir d’une tonne d’uranium naturel permet de tirer sous forme de chaleur, dans les réacteurs à eau pressurisée environ 10 000 fois plus d’énergie que ce que l’on peut récupérer par combustion d’une tonne de pétrole.
Dans le cadre de la fabrication du combustible, l’uranium est converti sous différentes formes chimiques adaptées aux différents procédés mis en oeuvre lors des étapes du cycle.
1 – L’uranium naturel extrait des mines d’uranium
L’uranium naturel extrait des mines (aussi noté Unat) est traité et mis sous la forme d’un concentré solide d’uranium puis conditionné dans des conteneurs métalliques spécifiques de 220 litres.
En fonction du procédé de traitement utilisé, les concentrés peuvent être sous forme d’uranates, appelés « yellow cake » ou d’oxydes d’uranium appelés « U3O8 ». Le « yellow cake » est une poudre grossière d’un jaune franc, l’U3O8 est une poudre gris-noir. Ces concentrés ne sont pas solubles dans l’eau et contiennent environ 80% d’uranium de composition isotopique correspondant à l’uranium naturel.
2 – L’uranium converti
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