enrichissement
Processus par lequel la teneur isotopique d'un élément relative à un isotope déterminé est augmentée.
NUCLÉAIRE
À titre d'exemple, l'uranium naturel est un mélange de trois isotopes, l'uranium 238 (99,28 %), l'uranium 235 (0,71 %) et l'uranium 234. L'uranium utilisé pour la fabrication des combustibles des réacteurs nucléaires à eau ordinaire peut contenir, par exemple, 3,25 % d'uranium 235. On dit que cet uranium est enrichi (en uranium 235) et que son enrichissement est de 3,25 %. Pour les armes nucléaires, l'enrichissement recherché est supérieur à 95 %. Les procédés d'enrichissement sont fondés sur des méthodes de séparation isotopique qui reposent sur les petites différences existant entre les propriétés physiques et physico-chimiques des isotopes d'un même élément ou des composés formés avec ces isotopes.
Un premier procédé industriel de séparation isotopique de l'uranium utilise les propriétés de la diffusion gazeuse suivant lesquelles la vitesse de passage d'un gaz à travers une cloison poreuse est inversement proportionnelle à la racine carrée de la masse moléculaire de ce gaz. Ce procédé est exploité en France (usine de la société Eurodif), aux États-Unis, en Russie et en Grande-Bretagne. Le gaz utilisé est l'hexafluorure d'uranium (UF6).
Un deuxième procédé industriel, par ordre de capacité de production, est la centrifugation. Dans une centrifugeuse qui tourne à grande vitesse, les molécules les plus lourdes se concentrent à la périphérie. Deux usines d'enrichissement par centrifugation sont en service à Almelo, aux Pays-Bas, et à Capenhurst, en Grande-Bretagne.
Parmi les autres procédés il faut citer :
les procédés aérodynamiques et, en particulier, le procédé par tuyères, qui repose sur l'« écorçage » par centrifugation d'un jet de gaz constitué d'un mélange d'hexafluorure d'uranium et d'un gaz léger ;
le procédé par échanges chimiques ;
le procédé fondé sur l'excitation sélective de l'un des isotopes par un laser monochromatique. Il fait l'objet d'un gros effort de recherche et est susceptible de prendre la tête des procédés industriels.
