Chapitre 2 • Noyau atomique, radioactivité, masse atomique et énergie nucléaire
36
z Fission
La fission est la fragmentation des noyaux lourds sous l’impact d’un bombardement de particules.
La fission de
235 U sous l’action d’un bombardement de neutrons, dans des conditions de
contrôle du flux de neutrons émis, est mise à profit dans les centrales électriques nucléaires
classiques. La réaction fournit environ 200 MeV par atome d’uranium fragmenté.
z Fusion
La fusion, ou union de noyaux légers fournit une énergie considérable. Ce phénomène est à
l’origine de l’existence des étoiles.
Quant à la production d’énergie par fusion nucléaire pour les activités humaines, elle est encore
au stade des études et s’appuie sur la fusion du deutérium et du tritium :
+
→
+
La difficulté réside dans les températures très élevées requises pour que l’agitation thermique
permette de vaincre la répulsion des noyaux entre eux. Les réacteurs expérimentaux (tokamaks)
sont des machines toriques dans lesquelles règne un champ magnétique intense de façon à
confiner, sans parois matérielles qui ne résisteraient pas à la chaleur, l’hydrogène sous forme de
plasma (gaz ionisé) à ≈ 10
8 K. Le futur réacteur ITER, qui sera construit sur le site de Cadarache,
permettra la poursuite de ces études.
La classification périodique doit être consultée quand cela s’avère nécessaire (cf. Annexe 3).
Données pour l’ensemble des exercices :
Masse de l’électron ou du positon : m e = 9,11.10 –31 kg
Masse du proton : m p = 1,6726.10
–27 kg
Figure 2.1
Courbe d’Aston : énergie de cohésion
des noyaux (en MeV/nucléon) en
fonction de A.
H
2
1
H
3
1
H
4
2
n
1
0
ÉNONCÉS DES EXERCICES
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z Fission
La fission est la fragmentation des noyaux lourds sous l’impact d’un bombardement de particules.
La fission de
235 U sous l’action d’un bombardement de neutrons, dans des conditions de
contrôle du flux de neutrons émis, est mise à profit dans les centrales électriques nucléaires
classiques. La réaction fournit environ 200 MeV par atome d’uranium fragmenté.
z Fusion
La fusion, ou union de noyaux légers fournit une énergie considérable. Ce phénomène est à
l’origine de l’existence des étoiles.
Quant à la production d’énergie par fusion nucléaire pour les activités humaines, elle est encore
au stade des études et s’appuie sur la fusion du deutérium et du tritium :
+
→
+
La difficulté réside dans les températures très élevées requises pour que l’agitation thermique
permette de vaincre la répulsion des noyaux entre eux. Les réacteurs expérimentaux (tokamaks)
sont des machines toriques dans lesquelles règne un champ magnétique intense de façon à
confiner, sans parois matérielles qui ne résisteraient pas à la chaleur, l’hydrogène sous forme de
plasma (gaz ionisé) à ≈ 10
8 K. Le futur réacteur ITER, qui sera construit sur le site de Cadarache,
permettra la poursuite de ces études.
La classification périodique doit être consultée quand cela s’avère nécessaire (cf. Annexe 3).
Données pour l’ensemble des exercices :
Masse de l’électron ou du positon : m e = 9,11.10 –31 kg
Masse du proton : m p = 1,6726.10
–27 kg
Figure 2.1
Courbe d’Aston : énergie de cohésion
des noyaux (en MeV/nucléon) en
fonction de A.
H
2
1
H
3
1
H
4
2
n
1
0
ÉNONCÉS DES EXERCICES