Procédé de Girdler

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Le Procédé de Girdler (Girdler sulfide (GS) process), est une méthode de production industrielle d'eau lourde (oxyde de deutérium), un élément important pour les réacteurs nucléaires, car il agit comme un modérateur de neutron.

Il tire son nom de Karl-Hermann Geib (en) et Jerome S. Spevack, qui l'ont inventé indépendamment dans les années 1940, et de la société Girdler, première usine américaine utilisant le processus.

Jusqu'à sa fermeture en 1997, l'usine d'eau lourde de Bruce en Ontario (situé à proximité de la centrale nucléaire de Bruce) était la plus grande usine au monde de production d’eau lourde, d'une capacité de 700 tonnes par an. Elle a utilisé le procédé Girdler, exigeant 340 000 tonnes d’eau d'alimentation pour produire une tonne d’eau lourde[1]. À l’heure actuelle, l’Inde dispose de sept usines d’eau lourde. La première d’entre elles à utiliser le procédé de Girdler est situé à proximité de Rawatbhata Kota, au Rajasthan.

Le principe[modifier | modifier le code]

Le procédé Girdler consiste en une séparation isotopique entre du sulfure d'hydrogène (H2S) et de l'eau (H2O) légère. Le comportement du deutérium dépend de la température : à des températures élevées, l'atome de deutérium migre préférentiellement vers le sulfure d'hydrogène ; à basse température, il migre préférentiellement vers l'eau.

Le procédé[modifier | modifier le code]

Une colonne est maintenue à 30 °C et est appelée la tour froide et l'autre à 130 °C et est appelée la tour chaude.

Le sulfure d'hydrogène gazeux circule en circuit fermée entre la tour froide et la tour chaude (celles-ci peuvent être des tours séparées ou des sections séparées d'une même tour, avec la section froide en haut).

L'eau déminéralisée et dé-gazéifiée est envoyée dans la tour froide où la migration du deutérium a lieu du gaz de sulfure hydrogène vers l'eau liquide. Cette eau "enrichie" de la tour froide est ensuite envoyée dans la tour chaude où le deutérium migre de l'eau liquide vers le gaz de sulfure hydrogène.

Une configuration en cascade appropriée accomplit l'enrichissement. Théoriquement l'utilisation d'une seule tour au lieu d'une configuration en cascade est possible, mais en pratique cela n'arrive jamais, la taille de la tour et le nombre d’étapes seraient beaucoup trop grands.

Normalement dans ce processus, l'eau est enrichie en deutérium de 15-20 %. L'enrichissement final (concentration du deutérium supérieure à 99 %) est fait dans une unité de distillation sous vide.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Fouzy Derrane (Chercheur Polytech.)

  1. (en) « Bruce Heavy Water Plant Decommissioning »

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]