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Description : isotope du lithium, métal léger naturel
Production : enrichissement du lithium naturel en lithium 6 par échange chimique
Utilisation : production de tritium
Radioactivité : non actif
Commentaires : matière fertile
Le lithium, le plus léger des métaux, existe dans la nature mais pas à l'état libre. Il se trouve combiné dans des roches ignées et dans l'eau de nombreuses sources minérales. Constituant 0,006 % de la croûte terrestre, il est plus abondant que l'étain ou le plomb et même dix fois plus abondant que l'uranium. Le lithium naturel est un mélange de deux isotopes, le lithium-6 (7,5 %) et le lithium-7 (92,5 %). Il est normalement enrichi en lithium-6 par échange chimique.
Le ministère de l'industrie surveille de près le lithium enrichi en lithium-6, parce que l'irradiation du lithium-6 crée une matière thermonucléaire, le tritium. Les fabricants d'armements utilisent le lithium pour produire le tritium par deux voies. Ils créent le tritium au niveau industriel dans des réacteurs nucléaires en bombardant de neutrons des cibles de lithium. Ils peuvent également créer le tritium à l'intérieur d'une tête nucléaire en bombardant de neutrons un composé comprenant du lithium.
Les Américains utilisent l'hydrure de lithium pour les têtes à fission dopée et principalement le deutéride de lithium pour l'étape de fusion dans les têtes thermonucléaires. Les militaires français pourraient utiliser le deutéro-tritiure de lithium (voir Deutérium). L'utilisation d'un composé de lithium pour remplacer le tritium dans une tête évite la nécessité de remplacer le tritium périodiquement à cause de sa courte période.
Du point de vue nucléaire civil, le lithium-6 est utilisé comme source de tritium pour l'expérimentation portant sur la fusion.
Le lithium n'est pas radioactif. Il est toxique chimiquement et la réaction entre l'hydrure de lithium et l'eau est particulièrement dangereuse ; mais ces problèmes concernent principalement les travailleurs. La menace la plus importante pour la santé des populations et l'environnement est indirecte. La production de lithium aujourd'hui demande une grande quantité de mercure, et les usines de fabrication ont généré des pollutions importantes par ce métal lourd. Pour cette raison, le CEA, en liaison avec la Cogéma étudiait deux nouveaux procédés de séparation isotopique : « La chromatographie par échange d'ions sur résine et l'échange d'ions en sels fondus » [CEARa 95].
Le CEA a mis au point son procédé de séparation isotopique par moyen de mercure au CEN Grenoble et a également étudié le lithium au CEN de Saclay et probablement à Pierrelatte. La France produisait le lithium- 6 dans l'usine de la Cogéma à Miramas qui est entrée en service industriel en 1962. En 2001, cette usine n'est plus en service, semble-t-il (voir Miramas dans le chapitre Sites).
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