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Fission nucléaire


En physique, la fission nucléaire (une réaction thermo-nucléaire) est la séparation d'un noyau atomique lourd en plusieurs légers, avec lors de la réaction une perte de masse convertie en énergie.

Sommaire

Matière fissile

Les noyaux susceptibles de fissioner sont dits fissiles ou fissibles. Les noyaux fissiles sont les noyaux qui ont un numéro atomique supérieur ou égal à 89 (les actinides).

Matière fertile

Les noyaux qui, suite à la capture d'un neutron puis décroissance naturelle se transforment en noyaux fissiles, sont appelés noyaux fertiles.

Les noyaux fertiles les plus importants sont l'uranium 238 et le thorium 232 qui se transforment respectivement en plutonium 239 et en thorium 233.

Spontanée ou induite

De la même façon que la radioactivité, la fission nucléaire provient d'une instabilité de quelques isotopes, qui ne se dégradent alors pas en émettant simplement des radiations (particule légère: noyau d'hélium, électron, positron ou photon) mais éclatent en plusieurs morceaux, pas toujours identiques. Dans ce cas, elle est dite spontanée. Elle peut également être provoquée par la collision d'une particule et d'un noyau atomique de matière fissile. On parle alors de fission nucléaire induite.

C'est cette fission nucléaire induite qui est utilisée comme source afin de produire de l'énergie nucléaire, dans les bombes atomiques, les centrales nucléaires, les sous-marins à propulsion nucléaire, etc.

On distingue deux types de fission nucléaire induite, à neutrons rapides, et à neutrons lents. Dans ce dernier cas, on freine les neutrons grâce à un modérateur (par exemple de l'eau). L'intéret de ce freinage est lié au fait que la probabilité de fission de l'uranium 235 est nettement plus élevé avec des neutrons lents qu'avec des neutrons rapides.

Réactions

La séparation du noyau produit de l'énergie sous forme de dégagement thermique, de radiations et de lumière, et déclenche l'émission de neutrons à haute vélocité.

Par exemple, l'uranium 235 sous l'impact d'un neutron d'énergie suffisante se transforme en uranium 236 hautemment instable, qui se scinde immédiatement en :

Réaction en chaîne et masse critique

A leur tour, les neutrons vont entrer en collision avec d'autres noyaux, formant une réaction en chaîne. Les restes du noyau nucléaire formant de nouveaux noyaux plus légers. Pour que cette réaction en chaîne puisse avoir lieu, il faut qu'une quantité suffisante de matière fissible soit présente. Cette quantité est appelée masse critique.

Maîtrise de la réaction

Contrairement aux bombes, pour utiliser l'énergie nucléaire de manière contrôlée, il faut maintenir la réaction en chaîne en équilibre stable.

Historique

Voir aussi

Liens externes


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