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Silva (Séparation isotopique par laser sur la vapeur atomique de l'uranium)
Ce procédé utilise la différence entre les fréquences d'excitation des électrons des isotopes d'un même élément. L'uranium métal est vaporisé. Des faisceaux laser éclairent cette vapeur et ionisent sélectivement l'uranium 235, qui est collecté sur des plaques chargées négativement. L'uranium 238, encore neutre, se condense sur le toit du séparateur.
Une installation comprend deux parties distinctes :
-- Une chaîne de lasers constituée de deux types de lasers : lasers à vapeur de cuivre qui émettent des photons d'énergie fixe et les lasers à colorant qui émettent des photons à une longueur d'onde réglée sur l'énergie de résonance de l'uranium 235.
Les lasers à vapeur de cuivre alimentent, "pompent" optiquement les lasers à colorant. Les colorants liquides, dilués dans un liquide tel que l'alcool d'éthyle, déterminent la "couleur" des lasers à colorant.
--Les séparateurs. Dans chaque séparateur, l'uranium métal est vaporisé à une température de 3 000 °C en raison du bombardement par des électrons libres ; l'uranium 235 est ionisé et le flux d'uranium 235 et celui d'uranium 238 avec la plupart des impuretés sont condensés et collectés.
La source des électrons libres pour la vaporisation est un canon à bombardement électronique situé sous le creuset qui contient l'uranium. Un champ magnétique recourbe son faisceau d'électrons. La condensation, en phase liquide, arrive à une température d'environ 1 130 °C.
Durant les années 1996 et 1997, le CEA et Cogéma ont mené des démonstrations des différents aspects du processus : son intégration (Aldéraban, séparateur de grandes dimensions, devait produire plusieurs kilogrammes d’uranium enrichi à teneur commerciale ); les lasers; la collecte de l’uranium enrichi ; l’évaporateur d’uranium. [défi v.97]. Selon un article datant de février 98, ces tests, accompagnés de recherches ultérieures, devraient permettre à Cogéma de prendre une " décision industrielle " en l’an 2001 [défi ii.98].
Un nouveau prototype de séparateur, Menelas, devait être inauguré en 1999. Mais en 1999 le budget pour Silva a connu son niveau le plus bas depuis 1995. En janvier 2001, le gouvernement français et le CEA ont signé un contrat de quatre ans selon lequel le CEA mettrait fin à la recherche sur Silva avant la fin de 2003 pour concentrer sur l'enrichissement par ultra-centrifugation [NucF 5.ii.01].
Dans les premiers mois de l’an 2003, le CEA a terminé la construction d’une usine pilote, Menphis à Pierrelatte. En novembre, le CEA l’a démontré en effectuant un cycle de production qui a produit plus de 200 kg d’uranium enrichi en uranium 235 2%-3%, plus une tonne d’uranium appauvri. Une particularité de Menphis, c’est “un système complet d’intégration de séparateur, de production de vapeur atomique, et de lasers.
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