TP DE CHIMIE-1

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EXPOSE
L’URANIUM
RESUME
Notre travail est basé sur
l’Uranium. Dans le document
ci-dessous, vous trouverez les
plus d’informations possibles
sur l’Uranium.
AUTEURS : NTAMBUE
BAKABUAMBA, MAMBA
SHAMBA, TSHISABI
MUKINA, KASONGA
KAMUSAWU
CHIMIE

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I. ETAT NATUREL
L’uranium est un métal lourd que l’on retrouve sur terre à l’état naturel, dans la
croûte terrestre et même dans l’eau de mer. Présent dans différents types de
minerai, l’uranium est environ 1000 fois plus abondant que l’or.
C’est un métal radioactif présent dans le sous-sol de la terre. Avant de pouvoir
l’utiliser comme combustible dans les réacteurs des centrales nucléaires, il faut
l’extraire et le transformer. L’uranium naturel est constitué de trois isotopes.

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II. PROPRIETES CHIMIQUES
De symbole U, l'uranium est le dernier élément naturel du tableau périodique de
Mendeleïev. Chaque atome d'uranium possède 92 protons et entre 125 et150
neutrons.
À l'état pur, l'uranium solide est un métal radioactif gris à blanc (voire argenté), qui
rappelle la couleur du nickel. Il est dur et très dense. De plus, l'uranium est l'atome
le plus lourd (qui contient le plus de nucléons) présent naturellement sur la Terre.
En raison de son affinité pour l'oxygène, l'uranium s'enflamme spontanément dans
l'air à température élevée, voire à température ambiante lorsqu'il se trouve sous
forme de microparticules.
Ainsi dans la nature, l'élément uranium se retrouve toujours en combinaison avec
d’autres éléments, tels l'oxygène, l'azote, le soufre, le carbone ; en oxydes, nitrates,
sulfates ou carbonates. On le trouve, par exemple, en combinaison avec l'oxygène
dans l'uranite et la pechblende, deux des principaux minerais d'uranium,
constitués d'oxyde uraneux (UO2)
L’uranium est très actif vis-à-vis de l’oxygène, à l’air il se couvre très vite d’une
couche d’oxyde et, lorsqu’il est divisé en copeaux, il s’enflamme facilement. Avec
l’hydrogène il forme très facilement l’hydrure UH3, très inflammable.
C’est un métal radioactif dur, dense, malléable, ductile, blanc argenté. L’uranium
métal a une densité très élevée. Lorsqu’il est finement divisé, il peut réagir avec
l’eau froide. Dans l’air, il est recouvert d’oxyde d’uranium et se ternit rapidement.
III. PROPRIETES PHYSIQUES
L’uranium est un élément moyennement mobile. Sa mobilité est influencée par les
conditions chimiques du milieu. De nombreux composés sont solubles. En milieu
oxydant, l’uranium se retrouve sous la valence +6 (ion uranyle), qui est la forme la
plus stable et la plus mobile. Sous cette forme notamment, il peut se déplacer dans
les sols et descendre par percolation dans la nappe phréatique. L’uranium a une
densité énergétique bien supérieure aux hydrocarbures (100g d’uranium
produisent autant d’énergie qu’une tonne de pétrole).
IV. EXTRACTION-TRANSFORMATION-METALLURGIE
L’extraction de l’uranium est un processus minier allant de la prospection initiale
au produit final, le « yellowcake ». C’est la première étape du cycle du combustible
nucléaire, visant essentiellement à fournir le combustible des réacteurs nucléaires
en passant par les opérations successives suivantes :
 La prospection de nouveaux gisements

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 La préparation d’un site pour l’exploitation d’un gisement
(autorisations, conception et installation des équipements, construction
éventuelle des ouvrages d’accès)
 L’extraction du minerai, seul ou en coextraction avec de l’or, du
cuivre, etc….
 Broyage : le minerai d’uranium est broyé et traité dans les usines de
concentration d’uranium, située aux mines ou dans les environs enfin
d’extraire l’uranium au moyen de procédés chimiques. On obtient
ainsi une fine poudre nommée « yellowcake » (concentré d’uranium).
Ces futs contiennent une demi-tonne de concentré d’uranium. Les
résidus sont stockés dans des installations de gestion des résidus
conçues pour isoler de façon pérennante les déchets de
l’environnement. On traite les eaux contaminées provenant des
usines de concentration et des installations de gestion résidus avant
d’en disposer.
 Fabrication du combustible : la poudre de dioxyde d’uranium naturel
est placée dans des futs et envoyées à l’un des fabricants de
combustible au canada. Actuellement, tous deux fabriquent
exclusivement des assemblages de combustible d’uranium à partir
d’uranium naturel.
La poudre du dioxyde d’uranium est premièrement pressée pour lui
donner une forme cylindrique, puis « brillée » pour former des
pastilles de combustible céramique. Les pastilles, d’une longueur de
2cm et d’un diamètre de 1cm, sont ensuite transportées par camion
vers une usine où elles sont placées dans de gaines d’alliage de
zirconium longues de 50cm et fixées des façons à former des grappes
de combustible de 10cm de diamètre, destinés aux réacteurs CANDU
au Canada et à l’étranger.
Tout l’hexafluorure d’uranium naturel produit au pays est transporté
dans des cylindres d’acier spécialement conçus pour cet usage vers
des usines d’enrichissement situées aux Etats-Unis, en France, au
Royaume-Uni, en Allemagne, au Japon ou au Pays-Bas.

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