Uranium - Définition

Applications

Utilisations historiques

Verre à l'uranium fluorescent sous éclairage ultra-violet.

Le minerai d'uranium a été utilisé comme pigment dans la verrerie, la céramique et la faïence, sous forme de diuranate de sodium ou d'ammonium. Dans le verre, l'uranium est typiquement utilisé à des concentrations de 0.1% à 2% en masse, et produit un jaune fluorescent ou légèrement vert facile à identifier. Il a été utilisé pour colorer des céramiques dentaires à de très faibles concentrations. Il produit une pigmentation jaune à faibles concentrations, puis crème, orange, brun, vert, ou noir, quand la concentration augmente.

Il sert également de catalyseur dans certaines réactions chimiques spécialisées et dans des films photographiques.

L'uranium appauvri a également été utilisé pour ces emplois physico-chimiques.

Industrie nucléaire

Pastilles de combustible nucléaire d'uranium

Historiquement, la première utilisation du minerai d'uranium par l'industrie nucléaire a été d'en extraire le radium, pour des applications médicales.

Le principal usage contemporain de l'uranium exploite ses propriétés nucléaires.

• L'uranium 235 est le seul isotope fissile naturel, ce qui permet l'exploitation de l'uranium dans les réacteurs nucléaires (après un éventuellement enrichissement), ainsi que pour la fabrication d'armes nucléaires (après un fort enrichissement).
• L'uranium 238 est à la fois fissible dans les réacteurs à neutrons rapides, et fertile : par capture neutronique il se transforme finalement en plutonium 239, fissile. Il est envisagé d'exploiter cette double possibilité dans le cycle du combustible nucléaire, pour des cycles fondés sur la combustion du plutonium.
• L'uranium 233, qui peut être artificiellement produit par irradiation du thorium, est également fissile en neutrons thermiques. Cette possibilité est à la base d'un cycle surgénérateur fondé sur le thorium.

Contrôle des matières nucléaires

L'uranium est une matière nucléaire dont la détention est réglementée (Article R1333-1 du code de la défense).

Uranium appauvri

L'uranium appauvri, un sous-produit de l'enrichissement de l'uranium, est très prisé pour sa dureté et sa densité. À très haute vitesse, il perfore aisément les blindages en s'enflammant lors de l'impact, provoquant un incendie qui fait exploser le véhicule touché. Ainsi, des munitions à base d'uranium appauvri (obus de 20 à 30 mm des avions ou hélicoptères chasseurs de chars) ont été utilisées lors des guerres du Golfe (guerre du Koweït et guerre en Irak) et du Kosovo. De plus, il est pyrophorique et il est donc employé comme arme antichar dotée d'un fort pouvoir à la fois pénétrant et incendiaire.

Dans ses emplois militaires, l'uranium appauvri est également utilisé pour faire des plaques de blindages.

L'uranium appauvri a aussi été utilisé comme contrepoids en aviation, sur les premiers Boeing 747, les McDonnell Douglas DC-10 , les Lockheed L-1011 TriStar par exemple, ce qui pose le problème du recyclage de ces avions qui, pour beaucoup, arrivent en fin de vie. Dans cet emploi, il est progressivement remplacé par le tungstène.

Il est également utilisé pour faire des écrans de protection radiologique, fonction pour laquelle il est plus efficace que le plomb.

Avec un complément de plutonium, l'uranium appauvri constitue un combustible nucléaire appelé « combustible MOX ». Il sert d'élément fertile dans les réacteurs, où l'²³⁸U se transforme par irradiation en ²³⁹Pu fissile.