|
Accueil |
|
|
Les atomes fissiles :
Le noyau de certains gros atomes a la propriété de se casser en deux sous
l’effet d’une collision avec un neutron.
En effet, sans charge électrique, cette particule possède la faculté
d’approcher suffisamment près le noyau, chargé positivement, sans être
repoussée par des forces électriques. Le neutron peut alors pénétrer à
l’intérieur de ce noyau et le briser en deux morceaux. Il ne s’agit pas
d’une explosion du noyau sous l’effet du choc mécanique avec le neutron,
mais d’une cassure interne déclenchée par
l’arrivée de ce neutron supplémentaire. La fragmentation du noyau
est appelée réaction de fission.
Un atome ayant la faculté de se briser en deux lors d’une collision est
dit fissile. Les plus connus
d’entre eux sont l’uranium 235 et le plutonium 239. Les deux morceaux
obtenus après la fission d’un gros noyau sont les produits de fission. Ils
sont la plupart du temps radioactifs.
Énergie libérée :
La réaction de fission d’un noyau
s’accompagne d’un grand dégagement d’énergie.
Les deux produits de fission emportent une grande partie de cette énergie
sous forme cinétique : ils sont
éjectés avec une grande vitesse (8 000 km/s). Ils se frayent un chemin
parmi les autres atomes en les “bousculant” car ils constituent de gros
projectiles. Au cours de ces chocs, ils perdent rapidement leur vitesse
(et donc leur énergie) en échauffant la matière environnante et s’arrêtent
dans la masse d’uranium. Leur énergie de départ se trouve finalement
transformée en chaleur : localement, la température de l’uranium augmente.
Le principe d’un réacteur nucléaire consiste à récupérer cette chaleur
pour la transformer en électricité.
La réaction en chaîne :
Chaque fission produit aussi en moyenne
deux à trois neutrons d’énergie élevée qui se déplacent à très
grande vitesse (20 000 km/s) parmi les atomes d’uranium. L’énergie
emportée par les neutrons représente une faible partie
de l’énergie totale libérée lors de la fission, l’essentiel de cette
énergie étant emporté par les produits de fission. Mais les neutrons étant
de masse faible par rapport aux produits de fission, leur vitesse est très
grande.
Projectiles de petite dimension, neutres électriquement, les neutrons vont
pouvoir se propager relativement loin avant d’interagir avec un autre
noyau d’atome. S’il s’agit d’un atome d’uranium 235, ils donneront
éventuellement lieu à une nouvelle fission.
Les deux ou trois neutrons libérés lors
d’une fission vont pouvoir provoquer à leur tour de nouvelles fissions et
la libération de nouveaux neutrons et ainsi de suite… c’est la réaction en
chaîne.
Dans un réacteur nucléaire, la réaction en chaîne est maîtrisée pour
maintenir un rythme de fissions constant. C’est-à-dire que sur les deux ou
trois neutrons libérés lors d’une fission, seul l’un d’entre eux en
provoque une nouvelle, les autres étant capturés. Un équilibre doit être
atteint : une fission donne une fission, qui donne une fission, qui donne
une fission, etc. (et non pas une fission donne deux fissions qui donnent
quatre fissions, qui donnent huit fissions, etc...). La quantité de
chaleur libérée à chaque seconde dans la masse d’uranium est ainsi
parfaitement contrôlée.
   |
|
|
