MOX (Mixed Oxide), industrie nucléaire
Le MOX (Mixed Oxide) désigne un combustible constitué d'un mélange d' oxydes de plutonium et d' uranium, utilisé actuellement dans certains réacteurs à eau et uranium enrichi.
Production et utilisation du plutonium
Rappelons qu'un réacteur nucléaire fonctionne grâce à la fission (fragmentation) des noyaux de l'isotope uranium 235 (contenu à 0,71 p. 100 dans l'uranium naturel), provoquée lors de l'absorption de neutrons, et la réaction en chaîne (les neutrons libérés lors de la fission provoquant eux-mêmes la fission d'autres noyaux d'uranium 235). Il en résulte des produits de fission et de la chaleur, cette dernière étant ensuite transformée en électricité.
En même temps, est produit à partir de l'uranium, mais par d'autres réactions nucléaires, un élément plus lourd et plus radioactif que l'uranium et qui n'existe qu'à l'état de traces infimes dans la nature : le plutonium. Plus le réacteur fonctionne, plus il se forme de nouveaux isotopes de ce radioélément (1 à 6 isotopes). L'isotope le plus important, le plutonium 239, est fissile comme l'uranium 235. L'extraction du plutonium à partir du combustible usé retiré des réacteurs peut être effectuée par une opération de séparation chimique appelée retraitement des combustibles irradiés.
La production de plutonium dans les réacteurs nucléaires et son extraction des combustibles usés ont d'abord eu pour objectif l'élaboration de la bombe atomique (constituée soit d'uranium presque pur en isotope 235, soit de plutonium presque pur en isotope 239). Puis, le plutonium a été utilisé à partir des années 1950, allié à de l'uranium naturel ou de l'uranium appauvri (issu de l'enrichissement de l'uranium, donc à plus faible teneur en uranium 235 que l'uranium naturel), comme combustible des réacteurs surgénérateurs (ou réacteurs à neutrons rapides – R.N.R. –). Ce fut le cas pour Superphénix en France, mis en service en 1985 et finalement abandonné en 1998. Si le combustible de ces réacteurs était bien un mélange d'uranium naturel ou appauvri et de plutonium (à 25 p. 100 environ de celui-ci), l'appellation MOX ne lui était pas alors attribuée.
L'abandon de la filière des surgénérateurs aurait pu signifier logiquement l'arrêt de la production du plutonium mais, dès les années 1980, un certain nombre de pays, notamment la France, ont décidé d'introduire dans les réacteurs à eau et uranium enrichi un nouveau combustible, le MOX. Dans ce combustible, le plutonium fissile remplace l'uranium 235, ce qui réduit la consommation de celui-ci et permet d'utiliser de l'uranium appauvri plutôt que de l'uranium enrichi. Le MOX permet donc d'économiser de l'uranium 235.
Des combustibles MOX ont été utilisés pour la première fois en France en 1987 dans un réacteur d'une centrale nucléaire. Cette utilisation a connu un fort développement dans les années 1990 (sept réacteurs fonctionnant avec du MOX en 1994, dix-sept en 1998, vingt et un en 2011).
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Écrit par
- Bernard LAPONCHE : expert en politiques de l'énergie et de maîtrise de l'énergie
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