Le symbole chimique de l’uranium est U ; son numéro atomique (nombre de protons dans son noyau) est 92. Sa masse atomique moyenne (protons plus neutrons) est de 238, et s’écrit généralement uranium-238. Un élément est identifié par son numéro atomique, qui ne change jamais. La masse atomique de certains éléments peut toutefois ne pas être constante en raison de la variation du nombre de ses neutrons. Les atomes possédant de telles caractéristiques sont appelés isotopes. Les principaux isotopes de l’uranium naturel sont l’uranium-238 (99,3 %) et l’uranium-235, le plus actif des deux, à 0,7 %.

L’uranium est un élément blanc argenté de la série des actinides, environ 20 % plus dense que le plomb et le seul élément fissile naturel sur terre. Il est présent dans de nombreux minéraux et est principalement utilisé comme source d’énergie nucléaire par la fission du radio-isotope uranium – 235.

Où trouve-t-on l’uranium ?

L’uranium se trouve dans de nombreuses zones de la croûte terrestre. L’uranium est plus commun que l’étain, environ 40 fois plus commun que l’argent et 500 fois plus commun que l’or. On le trouve dans la plupart des roches et sédiments, dans l’eau de mer, les aquifères et les sources chaudes. Normalement, la quantité d’uranium dans une zone donnée est très faible, mais lorsque certaines conditions géologiques existent, l’uranium peut être plus concentré et peut être récupéré de manière économique.

Énergie de l’uranium

Certains isotopes comme ceux de l’uranium sont instables et libèrent des particules atomiques lorsqu’ils se désintègrent en formes moins complexes. Ce processus est appelé radioactivité. Lorsque les neutrons des particules atomiques frappent d’autres atomes d’uranium 235, chaque atome se sépare, libérant plus de neutrons et de chaleur. Cette activité, appelée fission nucléaire, est la force qui anime toute l’énergie nucléaire actuelle. Lorsqu’il y a une concentration suffisante d’uranium 235 dans le mélange, le processus de fission peut se maintenir, produisant une réaction en chaîne et libérant d’énormes quantités d’énergie.

Pendant qu’il subit la fission, le combustible enrichi devient de plus en plus contaminé par des sous-produits de l’activité, réduisant l’efficacité du processus de réaction. Après un certain temps, ce combustible dit « usé » doit être remplacé par du matériel neuf et enrichi. Les installations de production d’électricité nucléaire ont généralement besoin d’un nouveau combustible tous les quatre ans environ.

L’uranium naturel ne contient pas suffisamment d’uranium 235 pour produire la fission. Le combustible des centrales nucléaires doit donc être enrichi de son 0,7 % naturel à environ 4,0 %. En raison des faibles niveaux d’enrichissement, ce combustible ne peut pas exploser comme une bombe atomique (l’enrichissement de qualité militaire approche les 100 %. Le combustible nucléaire, l’utilisation la plus courante de l’uranium, est une source d’énergie propre étonnamment efficace pour produire de l’électricité dans le monde entier. Par la fission, un atome d’uranium – 235 peut libérer 50 millions de fois plus d’énergie – environ 200 millions d’électron-volts – par rapport à la combustion d’un seul atome de carbone – environ 4 électron-volts. Comme le montre le graphique ci-dessous, l’énergie nucléaire, alimentée par de l’uranium enrichi, et l’énergie hydroélectrique sont des options de charge de base, à faible teneur en carbone, pour fournir de l’électricité.