Plutonium : ce qu'il faut retenir

Qu’est-ce que le plutonium ?

Le plutonium est un élément chimique de symbole Pu et de numéro atomique 94. C’est un métal dur, blanc qui ressemble à du fer. L’industrie nucléaire utilise le plus souvent le Pu 239, Pu 240 et le Pu 241.

A l’origine, le Pu 239 a été formé lors de la création de l’univers

Comment l’industrie nucléaire fait-elle alors pour utiliser du Pu 239 ? La réponse est simple : elle en produit par réaction nucléaire à partir de l’uranium utilisé comme combustible. Lors de cette réaction, l’uranium 238 capture un neutron et se transforme en uranium 239. A son tour, l’uranium 239 se convertit en neptunium 239 en perdant un électron. Ensuite, de la même façon, le neptunium 239 se transforme en plutonium 239.

Après traitement mécanique et chimique du combustible usé dans une usine spécialisée, Orano La Hague, le plutonium est récupéré et recyclé sous forme de nitrate, converti ensuite en oxyde (PuO2)

Uranium 238 : 92 protons 146 neutrons
Uranium 239 : 92 protons 147 neutrons
Neptunium 239 : 93 protons 146 neutrons
Plutonium 239 : 94 protons 145 neutrons

A quoi sert le plutonium ?

Le plutonium a plusieurs usages industriels, notamment dans l’industrie nucléaire

Le plutonium 239 est d’abord utilisé comme combustible pour alimenter les réacteurs nucléaires. Il entre effectivement dans la composition du combustible MOX – mix d’oxyde d’uranium et plutonium. En combinant le Pu 239 produit par les réacteurs nucléaires avec de l’uranium appauvri, le MOX permet de créer un assemblage de combustibles neufs à partir de 8 assemblages de combustibles usés. Sa fabrication permet de diviser par 5 la quantité de déchets ultimes générés par l’industrie nucléaire et de gérer la question du plutonium. Le MOX est exclusivement fabriqué par Orano sur le site de Melox. Depuis 1972, les assemblages de MOX ont été utilisés par 44 réacteurs nucléaires à travers le monde.

Le plutonium 238, quant à lui, a des propriétés spatio-temporelles. Il est utilisé pour alimenter en énergie des sondes spatiales envoyées loin dans l’espace, au-delà de notre système solaire. Ces sondes spatiales sont également équipées de panneaux solaires mais plus elles s’éloignent, plus la lumière du soleil décroit et moins les panneaux peuvent fonctionner. C’est là que le Pu 238 entre en jeu. Comme le plutonium 238 chauffe naturellement grâce à sa radioactivité, il fait fonctionner ce qu’on appelle des Générateurs Thermoélectriques à Radioisotope (GTR). Ce sont des sortes de super batteries qui supportent les conditions qu’impose l’espace. Les sondes Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager1 et 2, ou encore Galileo en sont équipées.

Pour la petite histoire …

Par analogie avec l’uranium et le neptunium, découverts avant lui – et dont les noms doivent leur origine aux planètes Uranus et Neptune – le nom du plutonium, donné en 1942, fait référence à la planète Pluton, située au-delà d’Uranus dans notre système solaire.

La plupart des études mondiales prévoient un doublement, voire un triplement de la demande électrique d’ici 2050.
1 g de plutonium ou 100 g d’uranium naturel ont le même potentiel énergétique qu’une tonne de pétrole !
Selon RTE, la consommation d’électricité va passer de 25 % de la consommation totale d’énergie à 55 % en 2050.
Le parc nucléaire mondial fournit près de 10,3 % de l’électricité produite dans le monde. On compte 444 réacteurs nucléaires en fonctionnement, répartis dans 32 pays.
La France compte 56 réacteurs nucléaires. Les États-Unis 96. La Chine possède le plus grand nombre de réacteurs en cours de construction : 12.