Encyclopédie: isotope

n.m. Chacun des éléments chimiques qui ont le même numéro atomique, mais qui ont des masses atomiques différentes. Le noyau des isotopes d'un même élément comporte le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons. L'uranium naturel est composé par exemple de 99,274% de U238 (uranium de masse atomique 238), de 0,72% de U235 et 0,006% de U234. Tous les isotopes d'un même élément présentent les mêmes propriétés chimiques. On ne peut donc pas les séparer par des procédés chimiques. Les procédés de séparation des isotopes se basent sur les différences de poids. C'est par exemple le cas dans les spectromètres de masse, dans les ultracentrifugeuses ou dans les techniques utilisant les différences de vitesse de diffusion. Pour la séparation de l'isotope de l'uranium, on utilise l'hexafluorure d'uranium (gaz) qui se diffuse dans une chambre vide d'air, à travers des parois poreuses en poudre de nickel. L'hexafluorure d'uranium 235, plus léger, passe plus vite à travers ces parois. Les procédés qui utilisent la diffusion d'un gaz consomment de grandes quantités d'énergie. Aux Etats-Unis, environ 5 milliards de kilowattheures sont consommés chaque année dans les sites de fission nucléaire. Les centrifugeuses à gaz nécessitent beaucoup moins d'énergie mais, à des vitesses de rotation de 40 000 tours/mn, elles posent de gros problèmes mécaniques car la plupart des alliages connus ne peuvent pas supporter la force centrifuge ainsi engendrée.