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Chapitre 8 • Réactions nucléaires et notions de radioactivité
Exemple
Émission de deux photons gamma lors de la désintégration d' un noyau de Cobalt
en un noyau de Nickel :
6oc
6o N··
- -
27 0 ~ 28 { + e + Ve + y
~~Ni* ~ ~~Ni+ y (+Q2)
avec Q 1 = 1, 17 MeV et Q 2 = 1,33 MeV.
(8.34)
(8.35)
Si l'énergie du photon émis est assez faible ( < 1 OO ke V), il peut être converti en un
électron par effet photoélectrique au sein même de l'atome (on reviendra sur l'effet
photoélectrique dans la seconde partie de cet ouvrage). Le transfert d'énergie peut
également être direct (sans faire appel à une réaction y) et conduit à l'émission d' un
électron de conversion interne.
Les rayons y sont, comme les neutrons rapides, très pénétrants et il faut généralement plusieurs centimètres de plomb pour les arrêter.
8.2.3 Fission, fusion
Fission. Les noyaux très lourds peuvent spontanément, ou artificiellement, se scinder
en plusieurs noyaux dont l' énergie de liaison par nucléon est plus élevée (c'est-à-dire
qu'ils sont plus stables). Par exemple, les réactions a sont un cas particulier de fission
«naturelle ». On peut aussi provoquer la fission d'un noyau en le percutant avec des
particules de haute énergie, des neutrons par exemple.
Certains noyaux très lourds ont aussi la particularité d'émettre et d'absorber facilement des neutrons, ce qui peut conduire, si certaines conditions sont vérifiées,
à des réactions en chaîne. Ces réactions donnent lieu à une libération considérable
d'énergie.
Exemple
2 3 S U+n ~ 14 1Ba+92Kr+2n
(+Q)
(8.36)
avec Q = 192,9 MeV. Chaque neutron produit peut alors initier une autre réaction
de fission, donnant ainsi naissance à une réaction en chaîne du type :
n ~ 2n (+Q) ~ 4n (+2Q) ~ Bn (+4Q) ~ ...
(8.37)
Remarques
104
1. li faut généralement que les neutrons initiaux aient une énergie cinétique supérieure à une valeur seuil (5,3 MeV dans le cas de l'uranium-235);
2. La réaction en chaine ne se réalise que si les neutrons produits rencontrent
suffisamment de noyaux d'uranium sur leur parcours. li y a donc une masse
critique d'uranium-235 pour que la réaction se produise (quelques dizaines de
kg en pratique).
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Exemple
Émission de deux photons gamma lors de la désintégration d' un noyau de Cobalt
en un noyau de Nickel :
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- -
27 0 ~ 28 { + e + Ve + y
~~Ni* ~ ~~Ni+ y (+Q2)
avec Q 1 = 1, 17 MeV et Q 2 = 1,33 MeV.
(8.34)
(8.35)
Si l'énergie du photon émis est assez faible ( < 1 OO ke V), il peut être converti en un
électron par effet photoélectrique au sein même de l'atome (on reviendra sur l'effet
photoélectrique dans la seconde partie de cet ouvrage). Le transfert d'énergie peut
également être direct (sans faire appel à une réaction y) et conduit à l'émission d' un
électron de conversion interne.
Les rayons y sont, comme les neutrons rapides, très pénétrants et il faut généralement plusieurs centimètres de plomb pour les arrêter.
8.2.3 Fission, fusion
Fission. Les noyaux très lourds peuvent spontanément, ou artificiellement, se scinder
en plusieurs noyaux dont l' énergie de liaison par nucléon est plus élevée (c'est-à-dire
qu'ils sont plus stables). Par exemple, les réactions a sont un cas particulier de fission
«naturelle ». On peut aussi provoquer la fission d'un noyau en le percutant avec des
particules de haute énergie, des neutrons par exemple.
Certains noyaux très lourds ont aussi la particularité d'émettre et d'absorber facilement des neutrons, ce qui peut conduire, si certaines conditions sont vérifiées,
à des réactions en chaîne. Ces réactions donnent lieu à une libération considérable
d'énergie.
Exemple
2 3 S U+n ~ 14 1Ba+92Kr+2n
(+Q)
(8.36)
avec Q = 192,9 MeV. Chaque neutron produit peut alors initier une autre réaction
de fission, donnant ainsi naissance à une réaction en chaîne du type :
n ~ 2n (+Q) ~ 4n (+2Q) ~ Bn (+4Q) ~ ...
(8.37)
Remarques
104
1. li faut généralement que les neutrons initiaux aient une énergie cinétique supérieure à une valeur seuil (5,3 MeV dans le cas de l'uranium-235);
2. La réaction en chaine ne se réalise que si les neutrons produits rencontrent
suffisamment de noyaux d'uranium sur leur parcours. li y a donc une masse
critique d'uranium-235 pour que la réaction se produise (quelques dizaines de
kg en pratique).