Les réacteurs nucléaires

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geronimo
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par geronimo » 07 août 2018, 06:08

Dans le sens du sujet
Enrichissement de l'uranium

Définition et catégories

L’uranium est un métal relativement répandu. Dans la croûte terrestre, il est 50 fois plus abondant que le mercure et 1 000 fois plus abondant que l’or. A l’instar de la plupart des métaux, l’uranium ne se trouve pas dans la nature sous sa forme pure.

Il se combine dans les roches à d’autres éléments chimiques pour former principalement deux minerais uranifères (qui contiennent de l’uranium) : la pechblende (U3O8) et l’uranite (UO2). Leur exploitation se fait dans des mines à ciel ouvert ou des galeries d’extraction souterraines.

La teneur en uranium du minerai étant généralement faible, on commence par le concentrer sur le lieu d’extraction afin de ne pas alourdir les coûts du transport. Pour cela, les roches sont broyées, concassées en poudre fine, puis dissoutes dans une solution d’acide sulfurique chaud.

La solution liquide est ensuite précipitée, filtrée, lavée et séchée. On obtient alors une pâte jaune contenant environ 75% d’oxyde d’uranium (U3O8), appelée « yellow cake ». Mais ce concentré n’est pas utilisable tel quel dans un réacteur nucléaire. Il faut d’abord le débarrasser des ses impuretés (raffinage), puis convertir l’oxyde d’uranium presque pur en hexafluorure d’uranium (UF6) pour faciliter l’étape ultérieure d’enrichissement.

https://www.connaissancedesenergies.org ... -l-uranium
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par Chifboubara » 07 août 2018, 20:25

Merci les amis. Très intéressant ce topic.
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 09 août 2018, 19:37

REACTEUR RAPIDE REFROIDI AU PLOMB

c'est une famille de reacteurs a neutrons rapide, utilisant le le plomb liquide ou le plomb bimuth comme refroidisseur, ces reacteurs ont la prticularite d'avoir un rendement tres elever, par rapport aux autres familles de reacteurs, par ailleurs ils utilsient le plombs qui est un produit disponible en grosse quantite, neanmoins leurs defaut est d'utiliser de l'uranium fortement enrichi, ce concept a ete developper par les sovietiques dans les annees 60, qui les ont utiliser pour la premiere fois dans les sous marins de la classe alfa, dans 70 et 80, ils utilisaient de l'uranium enrichi a plus de 80%.

ces reacteurs ont ete proposer pour entre en service dans les futures reacteurs de generation 4, les projets actuellement en developpements sont:
-projet russe BREST 300 et 1200, approuver en 2016, ile est prevu qu'ils utilisent de l'uranium enrichi a 16,5%;
-le projet europeen MYRRHA, approuver en 2010, utilisant le meme concept, neanmoins son combutible sera du MOX, c'est a dire du combustible nucleaire usée et retraiter, le reacteur sera construit en belgique, et il est prevu de le mettre en service en 2033.
brestod300-1-730x430.png
brest.jpg
MYRRHA-reactor.png
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 11 août 2018, 20:47

LES REACTEUR A SELS FONDU

il existe deux type de reacteur a sels fondu:
1-le premier sont les reacteurs a neutron lent;
2-le second sont les reacteurs a neutron rapide.

en premier on va s'attaquer au reacteur a neutrons lents:

ce sont des reacteur utilisant le graphite comme moderateur, et le fluorure de lithium ou le fluorure de berylium sous forme liquide comme caloporteur, comme cobustible, ils utilisent de l'uranium 235, ou de l'uranium 233, ce dernier est produit a partir de l'irradiation du thorium 232.
le premier pays a avoir etudier ce concept fut les usa, dans les annees 50 et 60, lobjectif a l'epoque etait de produit un reacteur d'avion nucleaire, dans cette optiques les sa ont construit un reacteur expérimental le MSRE (molten salt research reactor), d'une puissance de 7.4MW, il fut mit en service en 1965, mais finalement arreter en 1969.
le principal benefice de ces reacteurs, est le fait qu'ils produisent peu de dechet radio actif par rapports aux autres type de reacturs.
ces reacteurs sont aujourd'hui l'objet de recherches poussé pour les future generations 4 de reacteur nucleaires, notament l'inde, qui fait des recherches tres poussé, et cela vient du fait qu'elle possède les plus grosses reserves mondiale de thorium 232 qui seront transformer en U233, issu de leurs parc de reacteur a eau lourdes en activite.
reacteur-a-sel-fondus0.jpg
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 11 août 2018, 21:46

dans le second volet, les reacteurs a sels fondu et a neutron rapide:

la particularite de ces reacteurs est de ne pas possèder de moderateur, uniquement le caloporteurs comme pour les précedents a savoir soit du fluorure de lithium ou du fluorure de béryllium, l'avantage de ces reacteurs est d'utiliser comme combustible nucleaire considerer comme des dechet radioactif, comme le plutonium, l'americum le neptunium etc..
le concept a ete devlopper par le CNRS francais, il est toujours en cours d'etude, et aucun projet de reacteur n'est en cours de construction
MSFR.jpg
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par Canon_Laser » 12 août 2018, 19:22

Petie question aux plus iniciés, n'aurions-nous pas plus grand intérêt à nous intéresser aux réacteurs à sels fondus (au Thorium ou à l'Uranium)??


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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 12 août 2018, 19:32

je vous parlerai aussi du processus du combustible nucleaire, du minerai d'uranium jusqu'a son enrichissement.
1-le minerai d'uranium:
c'est un composant présent dans la croute terrestre, il existe en tout 6 isotopes d'uranium, 3 d'entre eux sont présent naturellement et le s3 autres sont produit synthetiquement dans les reacteur nucleaires.
le U238: le plus présent dans monde, il represente 99,27% de l'uranium présent dans le monde;
le U235: il représente 0,72% de l'uranium présent dans le monde;
le U234: il représente 0,0055% de l'uranium présent dans le monde.
pour les U232,233 et 236, ils sont produit synthetiquement dans les réacteur nucléaires, et ne sont pas présent a l'etat naturel.
les plus gros producteurs mondieux d'uranium naturel sont le kazakstan, suivi du canada australie niger, russie usa chine et inde, pour l'algerie les réserves d'uranium sont estimé entre 20000 et 30000 tonnes largement suffisnt pour un programme national, mais aucune exploitation de ce minerai n'a ete lancer a ce jour.
après extraction de l'uranium, ce dernier est transformer et conditionner soit en diuranate de sodium, plus connu sous le nom de yellowcake, ou plus récement Octaoxyde de triuranium, U3O8, d'une couleur vert noir qui est le plus utiliser aujourd'hui, cela permet de le transporter ces sites d'extraction, vers les sites de transformation, comme des usines d'enrichissement d'uranium, sous cette forme l'uranium est commercialiser sur le marche mondiale, le prix moyen varie de 130 a 150$ la tonnes

MINERAI D'URANIUM
Uranium-ore-2.jpg
YELLOWCAKE
yellowcake.jpg
Octaoxyde de triuranium

Triuranium_octoxide.JPG
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 12 août 2018, 21:02

ENRICHISSEMENT DE L'URANIUM:
ce procéde vise a augmenter la proportion de l'uranium 235 dans le combustible nucleaire, l'enrichissement est utiliser pour les reacteur de type REB et REP generalement l'enrichissement pour ces type de reacteurs est entre 3 a 5%, il generalement considerer que jusqu'a 20% d'enrichissement il est considerer comme de l'uranium faiblement enrichi, entre 20 et 40% moyennement enrichi, entre 40 et 90% hautement enrichi et au dela de 90% tres hautement enrichi considerer comme de qualite militaire, ce dernier peut directement etre utiliser pour produire des armes atomiques, il existe plusieurs procéder d'enrichissement de l'uranium, les plus connus sont:
-enrichissement par diffusion gazeuze(le plus utiliser a ce jour);
-enrichissement par flux laminaire;
-enrichissement par separation chimique;
-enrichissement par separation laser.
je m'attaquerai uniquement a la diffusion gazeuze, qui est le procéde le plus utiliser a ce jour, les autres etant surtout utiliser de façon experimentale.

l'enrichissement par diffusion gazeuze, développer par l'urss dans les annees 50, les usa obtiendront le procéde par espionnage, consiste a transformer le yellow cake ou le Octaoxyde de triuranium en UF6(Hexafluorure d'uranium), l'UF6, est ensuite chauffer 64° a 1.5 atmosphere, ce qui le transforme en gaz, par la suite il est injecter dans les centrifugeuses installer en cascade, les unes apres les autres, avec une rotation tres elever des centrifugeuses, plus de 30000 tour minutes, l'uranium est enrichi, ensuite le gaz est recuperer refroidi, a 20° a une atmosphere, l'uranium enrichi reprend sa forme solide.
les plus gros producteurs mondieux d'uranium enrichi sont la russie, les usa, les francais dans le cadre d'un consentrtium avec l'allemagne les pays bas la belgique et l'angleterre, et la chine, le pakistan est aussi un grand producteur d'uranium enrichi, qui obtiendra les plans des centrifugeuse grace au docteur khan, l'uranium hautement enrichi qu'il produira permettra au pakistan d'obtenir ces premieres armes atomiques des les annees 80, l'iran s'est aussi lancer dans un vaste programme d'usine d'enrichissement qui constituent le point nevralgique sur lequel les occidentaux buttent jusqu'a aujourdhui.
gas-centrifuge.gif
Gas_Centrifuge_photo_2005-07f91.png
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 12 août 2018, 21:06

Canon_Laser a écrit :
12 août 2018, 19:22
Petie question aux plus iniciés, n'aurions-nous pas plus grand intérêt à nous intéresser aux réacteurs à sels fondus (au Thorium ou à l'Uranium)??
les reacteurs a sels fondu, sont en cours de developpement pour la generation 4 prevu pour entre en service a partir de 2030 2040, pour l'algerie faudrai d’abord assimiler les technologie actuelle la plus interessante pour l'algerie est la filiere a eau lourde avant de se lancer dans des reacteurs plus sophistiquer

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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par Canon_Laser » 13 août 2018, 10:54

Quand tu dis "plus intéressante" pourrais-tu développer STP ? est-ce que c'est d'un point de vue de compétences/savoir faire humains, d'un point de vue infrastructure, d'un point de vue coût de mise en oeuvre/exploitation ou autre ?

M'étant intéressé il y a 4-5 ans aux expériences faites durant les années 1950-1960, il m'avait semblé (du moins sur le papier, et je ne suis pas du domaine) que les réacteurs à sels fondus avaient un principe de fonctionnement beaucoup plus simple et moins dangereux, et que la problématique -techniquement parlant- était celle de la plombrie. Càd de trouver des matériaux assez durables et économiques. Tu m'as dit que lesRSF sontplus sophistiqués, dans quel sens ?


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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 13 août 2018, 21:24

le concept des reacteur a sels fondu est tres interessant certe, mais a ce jours ils sont toujours au stade d'etudes et de recherches, et aucun model n'est construit de façon "industrielle", et l'algerie ne dispose pas a ce jours des capacites techniques et industrielle pour maitriser ce type de technologie.
actuellement les technologie les plus repondu dans le monde sont les REP, REB et les reacteurs a eau lourdes.
pour les deux premiers modeles, ils necessitent une source d'eau abondonte pour le refroidissement du reacteur et le transport des neutrons, par example un fleuve ou la mer, mais la situation de l'algerie, n'ayant pas de fleuve ou rieviere a un debit suffisant, et dont la bande cotère est surpeuplé et sismique, il ne faut pas prendre le risque d'installer ce type de reacteurs, l'example du japon a fukushima pourtant tres developper est le meilleur example, alors imaginez pour nous.
l'option la plus interessante est le reacteur a eau lourde, car ces derniers pourront etre installer dans l'interieur du pays moins sismique, par ailleurs ces reacteur utilisent directement de l'uranium naturel, sans enrichissement, et vu que nous disposons de reserves assez importante en uranium naturel suffisante pour nos besoins, il faudra juste construire une usine de production d'eau lourde, ce qui est largement dans les capacites de notre pays, et aussi une usine de conditionnement d'uranium.

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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par Canon_Laser » 13 août 2018, 22:06

Ah je vois.
Donc l'interêt réside dans le fait qu'il exploitent une ressource disponible et abondante tel qu'elle, et qu'ils sont plus adaptés à la situation du pays.
Merci pour la réponse. :super:

Par contre je mesouviens avoir lu que la Chine avait également tenté l'expérience des réacteurs à sels fondus à neutrons lents dans les années1970, principalement pour leur faculté d'auto-régulation thermique, mais le frein majeur aurait été l'incapacité de produire - pour l'industrie Chinoise de l'époque- la tuyauterie nécessaire pour faire fonctionner un réacteur expérimental. Le souci c'est qu'il y a très peu de source -ou du moins j'enavais trouvé autant- traîtant de l'expérience chinoise de l'époque.
Il serait intéressant de voir quels en ont été les aboutissements.


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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 13 août 2018, 22:15

je continue:
après enrichissement de l'uranium pour les réacteurs de type REB et REP, l'UF6, est transformer en oxyde d'uranium, et conditionner sous forme de pastilles de forme cylindrique, d'une masse de 7 a 12 grammes selon les version, ces pastilles sont ensuite inserer dans des crayons nucleaires qui sont des tubes composer en alliage a base de zirconium et d'alluminium, qui sont ensuite assembler sous forme de grappe et inserer dans les cuves des reacteurs, et subissent ainsi la fissions.
concernant les reacteurs a eau lourdes, l'uranium naturel est directement conditionner en capsules, et inserer dans les crayons nucleaire, neanmoins en dansité moins importante, comparativement au REP et REB.
tres peu de pays dans monde peuvent se targuer de pouvoir maitriser tout le cycle du combustible nucleaire, du minerai jusqu'a sont instroduction dans la cuve du reacteur, et son retraitement en MOX, les plus grands sont la russie le kazakstan, les usa la chine, l'inde et le canada, pour les autres puissance nucleaire, comme la france le japon, la belgique, ces pays restent toujours depandant de l'exterieur pour l'approvisionnement en minerai d'uranium.
on peut citer un pays qui a reussi maitriser tout le cycle du combustible nucleaire en moins de 20 ans, et c'est LA raison principale qui a tant irriter les occidentaux.

pastille d'uranium
pastille uranium.jpg
pastille.jpg
crayon nucleaire et assemblage
crayon nucleaire.jpg
crayon-et-assemblage-combustible-0673813001317994007.png
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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 15 août 2018, 20:03

bon la je vais vous parler des armes nucleaire, ils existes differents type d'armes a savoir:
-LES BOMBES ATOMIQUE A FISSION;
-LES BOMBES A FISSION DOPEES;
-LES BOMBE H.

une definition importante, la masse critique est la masse minimum d'un materieu radioactif, qui peut provoquer instantanement une reaction de fission en chaine, chaque type de materieaux a sa propre masse critique, par example le plutonium 239 sa masse critique est de 10 kg, pour l'uranium 235 sa masse critique est de 48kg, pour l'americum 241 sa masse est de 57kg.


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Re: Les réacteurs nucléaires

Message par koko150 » 15 août 2018, 21:51

LA BOMBE ATOMIQUE A FISSION

le principe de cette bombe, est de faire atteindre sa masse critique a un materieux fissile, generalement du plutonium 239 ou de l'uranium 235, la compression du materiel provoque instantanement la fission du matériaux et libere une energie phnomenal, ce qui creer une explosion atomique.
il existe deux procéder pour obtenir une arme atomique
1-la bombe au plutonium:
cela consiste a extraire le plutonium 239, dans une usine de type PUREX, par des procéder chimiques electrique et mecanique, du combustible irradié retirer d'une reacteur nucleaire, les reacteurs a eau lourdes, sont particulirement adapter pour produire le PB 239.
le matériaux ainsi extrait du combustible est conditionner sous forme d'un cylindre creux, et ceux afin de contenir un noyaux servant de generateur a neutrons pour provoquer la fission, generalement ces sources a neutrons sont du polonium et du berylium, l'assemblage est maintenu dans un etat de levitation, et encapsuler dans un ballon mettalique a base de plombs et d'alluminium, ceci servant de reflecteur de neutron lors de la compression, et tout l'assemblage et ensuite entourer dans une autre couverture metallique, comprenant des pastilles explosives, qui provoquent la compression du plutonium, les pastilles explosives se divisent en deux type, des lentilles explosives lentes et rapides, qui explosent a intervalles selon un shemas mathematique bien précis.
il est generalement admis qu'une arme atomique viable doit contenir environ 4kg de plutonium 239, néanmoins avec des assemblages plus sophistiquer, il est possible de faire des armes atomique avec 1 a 1,4 KG de plutonium, ces armes ont une puissance de moins de 5 kilottones, par example les armes indiennes contiennent des coeurs de plutonium dont la masse varie de 2 a 6kg selon le type d'armes.
on appel ce procéde d'explosion, explosion par implosion

plutonium 239 sous forme cylindrique et de qualite militaire
pb 239.jpg
schema bombe atomique
atomic bomb.jpg
lentilles explosives
Modern_HE_lenses.png
assemblage
bomb.jpg
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