“reuss” — 2007/1/9 — 17:32 — page 24 — #38
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L’épopée de l’énergie nucléaire
[ c
Fondation Louis de Broglie.]
Figure 1.29. Louis de Broglie, prix Nobel de physique en 1929.
thermique explore un environnement plus vaste que le neutron rapide, ce qui va faciliter
les interactions avec la matière.
Remarquons que les neutrons, n’interagissent qu’avec les noyaux des atomes, car les
interactions neutrons-électrons sont totalement négligeables : ils ne « voient » presque que
du vide quand ils traversent la matière, puisque les noyaux sont très petits en comparaison des atomes (si l’atome avait la taille d’un terrain de football, le noyau aurait la taille
d’une cerise !). Le cheminement des neutrons dans la matière est donc relativement long, à
l’échelle du centimètre ou du décimètre, et non pas à l’échelle des noyaux ni des atomes.
Ces interactions sont de deux types : diffusion et absorption. Lors d’une diffusion, le neutron rebondit, en quelque sorte, contre la surface du noyau, comme la boule de billard qui
en percute une autre (c’est le mécanisme qui permet de ralentir les neutrons) ; lors d’une
absorption, le neutron pénètre dans le noyau, se mêle aux autres nucléons et conduit à un
état perturbé dit « excité ». Le plus souvent, l’énergie d’excitation est simplement éjectée
sous la forme de photons (rayons gamma) et le neutron incident reste dans le noyau qui
se retrouve ainsi avec un neutron de plus ; parfois une autre particule est éjectée (proton,
particule alpha...) ; quelquefois, pour les noyaux très gros comme ceux de l’uranium, une
fission, c’est-à-dire une brisure complète en deux morceaux, se produit, accompagnée,
comme nous l’avons dit, de l’« évaporation » de quelques neutrons.
• L’allure et les ordres de grandeur des sections efficaces
des noyaux lourds
L’interaction des neutrons avec la matière doit être quantifiée : c’est la section efficace qui
caractérise la probabilité qu’un neutron incident interagisse avec un noyau donné. Une
section efficace se mesure en barns (1 barn = 10
−24 cm
2 ).
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L’épopée de l’énergie nucléaire
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Fondation Louis de Broglie.]
Figure 1.29. Louis de Broglie, prix Nobel de physique en 1929.
thermique explore un environnement plus vaste que le neutron rapide, ce qui va faciliter
les interactions avec la matière.
Remarquons que les neutrons, n’interagissent qu’avec les noyaux des atomes, car les
interactions neutrons-électrons sont totalement négligeables : ils ne « voient » presque que
du vide quand ils traversent la matière, puisque les noyaux sont très petits en comparaison des atomes (si l’atome avait la taille d’un terrain de football, le noyau aurait la taille
d’une cerise !). Le cheminement des neutrons dans la matière est donc relativement long, à
l’échelle du centimètre ou du décimètre, et non pas à l’échelle des noyaux ni des atomes.
Ces interactions sont de deux types : diffusion et absorption. Lors d’une diffusion, le neutron rebondit, en quelque sorte, contre la surface du noyau, comme la boule de billard qui
en percute une autre (c’est le mécanisme qui permet de ralentir les neutrons) ; lors d’une
absorption, le neutron pénètre dans le noyau, se mêle aux autres nucléons et conduit à un
état perturbé dit « excité ». Le plus souvent, l’énergie d’excitation est simplement éjectée
sous la forme de photons (rayons gamma) et le neutron incident reste dans le noyau qui
se retrouve ainsi avec un neutron de plus ; parfois une autre particule est éjectée (proton,
particule alpha...) ; quelquefois, pour les noyaux très gros comme ceux de l’uranium, une
fission, c’est-à-dire une brisure complète en deux morceaux, se produit, accompagnée,
comme nous l’avons dit, de l’« évaporation » de quelques neutrons.
• L’allure et les ordres de grandeur des sections efficaces
des noyaux lourds
L’interaction des neutrons avec la matière doit être quantifiée : c’est la section efficace qui
caractérise la probabilité qu’un neutron incident interagisse avec un noyau donné. Une
section efficace se mesure en barns (1 barn = 10
−24 cm
2 ).