La fusion et la fission nucléaire
Des réaction de fusions
nucléaires ont lieu dans le coeur de notre Soleil, ainsi que
dans toutes les étoiles.
La fusion et la fission sont deux
réactions nucléaires, c'est à dire mettant en
scène les noyaux des atomes. Je vous le rappelle, le noyau
atomique est constitué de l'ensemble des nucléons,
comportant les protons et les neutrons (voir le chapitre sur la matière). Je vais donc dans cette
partie décrire le mécanisme de ces réactions
nucléaires.
Tout d'abord, la fusion. La fusion nucléaire est un processus
mettant en scène deux noyaux léger, fusionnant en un
noyau plus lourd. La fusion nucléaire se produit à des
températures extrêmement élevées, car il
faut suffisament d'énergie aux noyaux pour qu'il puisse se
heurter et fusionner. Ce genre de réaction nucléaire se
trouve dans la nature: au coeur des étoiles, deux noyaux
d'hydrogène fusionne pour donner un noyau de deutérium,
puis deux noyaux de deutérium fusionne pour donner de
l'hélium (en réalité la réaction est un peu
plus compliquée, voir énergie des
étoiles). La fusion nucléaire libère
énormément d'énergie.
Schéma du processus de fusion.
On voit bien que deux noyaux léger (deutérium et tritium)
s'assemble en un noyau d'hélium 5, qui va ensuite libérer
un neutron pour donner de l'hélium 4. Dans ce processus, on voit
qu'au début on avait deux noyaux léger, qui se sont
assemblé pour former un noyau plus lourd en libérant de
l'énergie.
La fission, quant à elle, est une réaction qui ne se
retrouve pas dans la nature. C'est une réaction
provoquée. Il s'agit de faire heurter un neutron à basse
énergie (c'est à dire à une vitesse
réduite) sur un noyau lourd et instable (par exemple l'uranium).
Ce neutron va alors être capturé par le noyau, qui va
ensuite se séparer en deux noyaux plus léger (tout en
libérant de l'énergie). Cette séparation du noyau
libère alors 2 ou 3 neutrons, qui peuvent à leur tour
aller heurter un autre noyau lourd qui se séparera aussi etc etc
... On appelle ça une réaction en chaîne, qui a
donné naissance à la triste bombe atomique.
Schéma du processus de fission. Un neutron percute un noyau
lourd qui va se séparer en deux noyaux plus léger, en
libérant de l'énergie et deux ou trois neutrons.
A noter que la fusion nucléaire libère beaucoup
plus d'énergie que la fission. C'est pourquoi les bombes
à fusion (la bombe H) sont beaucoup plus destructives que les
bombes atomiques (la bombe A, utilisant le principe de fission).
Les Hommes se servent de l'énergie qui fait briller les étoiles pour détruire ...
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