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Roger BRISSOT
significative, quoique modeste, de la consommation énergétique à l'échelle mondiale. Les oppositions à cette forme d'énergie ont récemment glissé de l'aspect
sécurité vers celui lié à la gestion à long terme du combustible usé.
Les préoccupations environnementales récentes, concernant les émissions d'oxydes d'azote ou de dioxyde de carbone par la combustion de combustibles fossiles,
pourraient, dans un futur proche, redonner à la production d'énergie nucléaire une
croissance significative, à condition de retrouver auprès de l'opinion publique une
confiance qui, quelles qu'en soient les raisons, objectives ou subjectives, ne lui est
actuellement pas accordée par une part importante de la population.
19.2. PHYSIQUE DE BASE - ELÉMENTS DE NEUTRONIQUE
La réaction de fission se caractérise par la production, à partir d'un noyau lourd
situé dans la classification périodique des éléments au-delà du thorium, de deux
noyaux de masse intermédiaire appelés produits de fission. Ils sont accompagnés
de l'émission de plusieurs neutrons énergétiques. Cette réaction de fission est
elle-même généralement induite par la capture d'un neutron ; elle peut s'écrire :
Z
A
Z
A
Z
A
MeV
X n
P
P
Q
+
+
+ +
ö
1
1
2
2
1
2
ν
Le nombre moyen ν de neutrons émis varie de 2 à 4 suivant la nature du noyau fissile X. Par contre l'énergie Q libérée par fission reste toujours voisine de 200 MeV,
ce qui donne une production thermique de 24 000 kWh par gramme de matière fissionnée, soit l'équivalent de 1,9 tep.
19.2.1. NOYAUX FISSILES, NOYAUX FERTILES
Les trois seuls noyaux disponibles (grâce à leur durée de vie de l'ordre de grandeur
de l'âge de la Terre) et susceptibles de fissionner sont : l'unique isotope du thorium,
232 Th, et deux isotopes de l'uranium,
235 U et
238 U. Parmi ces trois isotopes, seul
235 U
présente une probabilité de fission plus grande que sa probabilité de capture neutronique pour toutes les énergies cinétiques de neutron : c'est un noyau fissile. Les
deux autres ont une probabilité de capture neutronique nettement supérieure à
celle de fission, notamment vis-à-vis des neutrons de basse énergie. Après capture neutronique, ils donnent rapidement naissance, par désintégration bêta, à des
noyaux fissiles, respectivement
233 U et
239 Pu. Cette propriété leur vaut le qualificatif
de fertiles, en vertu de quoi on les retrouvera dans la composition du combustible
des réacteurs régénérateurs ou surrégénérateurs. D’une manière générale, seuls
les isotopes à nombre impair de neutrons sont fissiles par neutrons thermiques, les
isotopes à nombre pair fissionnant par neutrons rapides, d’énergie cinétique supérieure au mégaélectronvolt. Le tableau I présente l’alternance fissile-fertile, gouver-
Roger BRISSOT
significative, quoique modeste, de la consommation énergétique à l'échelle mondiale. Les oppositions à cette forme d'énergie ont récemment glissé de l'aspect
sécurité vers celui lié à la gestion à long terme du combustible usé.
Les préoccupations environnementales récentes, concernant les émissions d'oxydes d'azote ou de dioxyde de carbone par la combustion de combustibles fossiles,
pourraient, dans un futur proche, redonner à la production d'énergie nucléaire une
croissance significative, à condition de retrouver auprès de l'opinion publique une
confiance qui, quelles qu'en soient les raisons, objectives ou subjectives, ne lui est
actuellement pas accordée par une part importante de la population.
19.2. PHYSIQUE DE BASE - ELÉMENTS DE NEUTRONIQUE
La réaction de fission se caractérise par la production, à partir d'un noyau lourd
situé dans la classification périodique des éléments au-delà du thorium, de deux
noyaux de masse intermédiaire appelés produits de fission. Ils sont accompagnés
de l'émission de plusieurs neutrons énergétiques. Cette réaction de fission est
elle-même généralement induite par la capture d'un neutron ; elle peut s'écrire :
Z
A
Z
A
Z
A
MeV
X n
P
P
Q
+
+
+ +
ö
1
1
2
2
1
2
ν
Le nombre moyen ν de neutrons émis varie de 2 à 4 suivant la nature du noyau fissile X. Par contre l'énergie Q libérée par fission reste toujours voisine de 200 MeV,
ce qui donne une production thermique de 24 000 kWh par gramme de matière fissionnée, soit l'équivalent de 1,9 tep.
19.2.1. NOYAUX FISSILES, NOYAUX FERTILES
Les trois seuls noyaux disponibles (grâce à leur durée de vie de l'ordre de grandeur
de l'âge de la Terre) et susceptibles de fissionner sont : l'unique isotope du thorium,
232 Th, et deux isotopes de l'uranium,
235 U et
238 U. Parmi ces trois isotopes, seul
235 U
présente une probabilité de fission plus grande que sa probabilité de capture neutronique pour toutes les énergies cinétiques de neutron : c'est un noyau fissile. Les
deux autres ont une probabilité de capture neutronique nettement supérieure à
celle de fission, notamment vis-à-vis des neutrons de basse énergie. Après capture neutronique, ils donnent rapidement naissance, par désintégration bêta, à des
noyaux fissiles, respectivement
233 U et
239 Pu. Cette propriété leur vaut le qualificatif
de fertiles, en vertu de quoi on les retrouvera dans la composition du combustible
des réacteurs régénérateurs ou surrégénérateurs. D’une manière générale, seuls
les isotopes à nombre impair de neutrons sont fissiles par neutrons thermiques, les
isotopes à nombre pair fissionnant par neutrons rapides, d’énergie cinétique supérieure au mégaélectronvolt. Le tableau I présente l’alternance fissile-fertile, gouver-