Cours de Première sur les réactions nucléaires provoquées
Réaction nucléaire provoquée « la fission »
Regard sur l’histoire de la fission:
En 1932, James Chadwick a découvert le neutron. Les physiciens nucléaires se sont ensuite rendu compte que les noyaux pouvaient absorber des neutrons. Un objectif était de créer de nouveaux noyaux par bombardement avec ces particules. Cependant, avec de l’Uranium 235, les résultats ne « collaient » pas, car des noyaux plus petits que l’Uranium étaient produits : l’Uranium 235 avait fissionné. Ce phénomène fut découvert en 1938 par Otto Hahn, Lise Meitner et Fritz Strassmann.
Description:
La fission est une réaction nucléaire correspondant à la séparation en deux morceaux du noyau d’un atome. Elle s’accompagne de libération d’énergie. Dans la plupart des cas la fission d’un noyau n’est pas un phénomène spontané.
Dans le noyau de l’atome, trois interactions s’exercent : électromagnétique, forte et faible. Cette dernière est responsable de la désintégration nucléaire ; elle n’intervient pas ici. L’interaction électromagnétique fait que les protons, chargés positivement, se repoussent et ont tendance à faire éclater le noyau. Par contre, l’interaction forte fait que les nucléons s’attirent entre eux. Pour les noyaux légers, un équilibre peut s’instaurer, ce qui peut rendre les noyaux stables.
Lorsque un noyau est lourd (grand nombre de nucléons), il est forcément instable. En effet, l’attraction entre nucléons par interaction forte ne s’exerce qu’entre les nucléons assez proches les uns des autres. L’édifice nucléaire est fragile. A la moindre perturbation, ou même spontanément, il peut se scinder en plusieurs morceaux : c’est la fission nucléaire.
Un noyau pouvant subir la fission est dit fissile, comme l’Uranium 235. S’il est percuté par un neutron, il pourra former l’Uranium 236, qui va alors rapidement se rompre, en émettant deux noyaux, des neutrons, et du rayonnement gamma.
Il existe diverses possibilités de fissions avec l’Uranium 235. Une des plus courantes est :
Réaction nucléaire provoquée « la fusion »
Description:
La fusion nucléaire est « le contraire » de la fission. La fusion consiste à ne former qu’un noyau à partir de deux autres. Pour que cette réaction produise de l’énergie, elle doit concerner les noyaux légers. Pour réaliser la fusion, il faut vaincre la répulsion électrique entre les protons de chaque noyau à fusionner. Pour cela, il faut se placer dans des conditions de hautes températures et/ou hautes pressions.
