Militaire
Le
plutonium est classé selon le pourcentage
du contaminant plutonium 240 qu'il contient :
Qualité super :
2-3%
Qualité militaire : moins de 7%
Qualité combustible : 7-18%
Qualité réacteur : 18% ou plus
Néanmoins, cette
classification est trompeuse. Selon l'Agence Internationale de l'Energie
Atomique (AIEA), "même du plutonium de qualité réacteur
fortement irradié peut être utilisé pour
la fabrication d'armes nucléaires très puissantes. A l'exception du
plutonium créé pour servir de source de chaleur et qui contient 80%
ou plus de l'isotope 238, on considère aux fins des garanties de l'AIEA
que tout le plutonium dans les Etats non dotés d'armes nucléaires
a un caractère névralgique identique".

Volume
de Plutonium équivalent à celui de la bombe
Hiroshima
|
Pour
les fabricants de bombes, la présence d'isotopes
autres que le plutonium 239 pose quelques problèmes, mais ils ne sont
pas insurmontables. Le plutonium 238 et le plutonium 240 augmentent
la chaleur présente, mais on peut construire un engin qui résout cette
difficulté. Le plutonium 240 a un taux élevé de fissions
spontanées et, plus il y en a, plus il y a possibilité d'un pré-amorçage.
Cependant, même avec un pré-amorçage au pire moment dans un engin
aussi simple que la bombe de Nagasaki, le rendement serait de l'ordre
d'une ou plusieurs kilotonnes. Un descendant du plutonium 241, l'américium
241, émet des rayonnements gamma, mais
la radioactivité n'empêcherait pas la
manipulation par des fabricants résolus, utilisant des écrans de protection.
Theodore
Taylor, un ancien concepteur d'armements à Los Alamos, a déclaré :
"il est possible de remplacer le plutonium de qualité militaire
par le plutonium de qualité réacteur dans toutes les armes que l'on
a fabriqué à n'importe quelle période. Il faut de 0 à 2 fois
plus de plutonium et quelques autres changements".
Un
autre expert américain, J. Carson Mark, estime qu'un groupe de terroristes
pourrait fabriquer très rapidement une bombe d'une puissance significative
en utilisant environ cinq à dix kilogrammes de plutonium. Un pays,
avec du temps et des moyens, n'aurait besoin que de quelques kilogrammes
[Mark 90]. D'autres estiment que pour une puissance d'une kilotonne,
il ne faut qu'un à trois kg de plutonium de qualité militaire.
Civile / commerciale
L'oxyde
de plutonium est utilisé en mélange avec l'uranium naturel ou appauvri
dans les combustibles Mox (oxydes mixtes
uranium-plutonium) pour réacteurs à neutrons rapides et réacteurs
à eau ordinaire.
photo : Super
Phénix
- PLUTONIUM 239
L'irradiation
de l'uranium 238 dans les réacteurs nucléaires génère le plutonium
239. Quand le combustible subit des périodes
d'irradiation de plus en plus longues, les isotopes supérieurs s'accumulent
en raison de l'absorption de neutrons par le plutonium 239 et ses
produits. Il se forme ainsi des isotopes Pu 240, Pu 241, Pu 242. En
même temps, le plutonium 238 est formé par la chaîne de transformation
commençant par l'uranium 235.
Ainsi, quand on
utilise un réacteur spécifique pour la fabrication du plutonium militaire,
le combustible utilisé pour la production du plutonium aussi bien
que les cibles et la couverture s'il y en a, sont extraits après un
bref séjour (quelques semaines) dans le réacteur afin d'avoir l'assurance
que le plutonium 239 est aussi pur que possible. Une brève irradiation,
cependant, n'extrait pas toute l'énergie que le combustible peut produire.
Donc on n'enlève le combustible des réacteurs électrogènes qu'après
un séjour beaucoup plus long (trois ou quatre ans).
Après que le combustible,
les cibles et la couverture sont enlevés du réacteur dans lequel ils
ont été irradiés, ils subissent un traitement chimique, qui s'appelle
le retraitement des combustibles irradiés,
dans une usine ou un atelier pour séparer le plutonium.
- PLUTONIUM 238
Le plutonium 238,
d'une demi-vie de 86,41 ans, est un émetteur alpha très puissant.
En raison de son activité massique alpha élevée, il est utilisé comme
source de neutrons (par réaction alpha avec des éléments légers),
comme source de chaleur et comme source d'énergie électrique (par
la conversion de la chaleur en électricité). Comme la source de l'électricité,
les applications comprennent des stimulateurs cardiaques et des utilisations
spatiales.
On prépare le
plutonium 238 à partir de l'irradiation du neptunium 237, un produit
de fission récupéré pendant le retraitement ou à partir de l'irradiation
de l'américium, en réacteur. Dans les deux cas, pour extraire le plutonium
238 des cibles, on les soumet à un traitement chimique, comportant
une dissolution nitrique.
Il n'y a qu'environ
700 g/t de neptunium 237 dans le combustible des réacteurs à eau ordinaire
irradié pendant trois ans, et il faut l'extraire sélectivement.