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Dans les bombes à hydrogène (bombes H) on
moindre que celle des nucléides de masse intermédiaire.
provoque les réactions (1) ou (2).
Les nucléides légers sont donc moins stables et la
Des cycles nucléaires permettent d’expliquer la
de deux noyaux légers conduit à un noyau plus stable
production d’énergie par le Soleil et les étoiles. Deux
'
avec libération d’énergie.
,
cycles ont été proposés : le cycle carbone—azote (ou
20 Pour être amorcées, les réactions de fusion
cycle de BETHE et WEIZSÀCKER) et le cycle proton—proton
nécessitent de très hautes températures.
(cycle de CRITCHFÏELD)‘
Les particules qui participent à ces réactions
‘
possèdent toutes des charges électriques positives et
Tableau 3.5 — Cycle carbone-azote
.
,
.
,,
.
-
,
.
.
,
.
et cycle proton_pmton
pour réagir, elles dorvent acquer1r des énergies cmetrW
__…
.
ques
considérables. Si on les porte à des températures
\
a) Cycle carbone—azote
b) Cycle proton—proton
de plusieurs millions de degrés, les collisions thermiques
12
1
13
deviennent
efcaces. Pour cette raison, les réactions
6G + 1H
7N+hv
de
fusion
sont
encore
appelées réactions thermo—
1ê]N
1ËC+΀
nucléaires.
_
13C+1H _) 14N+hv
_
’
Aux tres
hautes températures des réact10ns de
6
1
7
_'
_.
fu51on, la mat1ère n’est plus formée d’atomes et de
ÏH —> 1âO+hv‘
îH + îH —> ÎH +Îe
molécules, mais est devenue un plasma, c’est—à-dire un
150
15
0
1
2
3
mélange de noyaux et d’électrons, animés de mouve=
8
7N+ le
1H + 1H
2He+hv
ments désordonnés. -
1ÊN+îH—* 1ËC+ÊHe
ËHe+}H _» ÊHe—l—Îe
La gure 3.19 schématise les différents aspects
——————————
——————
du deutérium aux températures de 20 °C, 5000 °C,
4îH —+ ÊHe+2?e
4îH —> ÊHe+2°le
100 000°c et 50000 000°c.
-
…
'
Figure 3.19
_
Ces deux cycles de réactions nucléaires réagissent
'
“"'
"'
'
"“"
'
différemment aux variations de température. Lorsque
la température s’élève,lavitesse du cycle proton—proton
g:‘:äf…qüg
æ\ 7/%
n……
[
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reste sensiblement constante tandis que celle ducycle
42 électrons)
‘
_
@.—/
@\
@
carbone—azote croît très vite. Dans les étoiles les plus -
m_nlécu_le
85
‘€
(»./g
///}
ce dernier cycle est prédominant.
d'awm'que
atome
.
Le résultat global de ces 2 cycles est la formation
_
.
\20 °C
ŒÛlyaélleülrûn)
5000 °C
:
d’un noyau d’hélium (*) à partir des 4 protons entrés
successivement dans le cycle. Dans le cycle du carbone,
.f,_ // ..
°
.,,
EHESÏËH
C
Il//
les noyaux de carbone 12C sont régénérés. Ils se com_
:\\
°" "
/,
noyaux
”.
,?
“f,/“É
portent comme des « catalyseurs » (voir chapitre 17). '
el…mn
3 ;
_
£
'
”
‘
Les réactions de fusion libèrent des quantités
_
"Ûyau
_
‘
x°
.//
@
o/’
_
considérables d’énergie.
_
{(
’l.
Blemmn
”"
”
\\
La réaction (1), par exemple, libère 17,6 MeV
100000°C
50000000 9c
par noyau d’hélium, soit 2>< 108 kcal par gramme d’hé'
plasma
plasma
lium formé. La réaction (2) libère 22,3 MeV par noyau
Le deutérium à différentes
.
de lithium quiaréagi.
_
_“
.
,
_
_
.
.
Les réactions de fusion
fournissent plus
d’énergie
_
'
Dans la bombe H, la réaction de fusion est amor—
_
nucléon,
donc par kilogramme de mat1ere, que la
cée par l’explosion d’une petite bombe « atomique»
_
ss1on.
-
,,
.
(réaction de ssion) qui chauife les noyaux réagissants
,
.
L’examen de la gure (3.5) montre que
l energ1e
et sert ainsi d’ « allumette
,
.
moyenne de liaison par nucléon d’un nuclé1de leger est
_
,
_
_
-
_
.
_
_
Remarque : Une élévat1on
de temperature est 101
(*) Le mot hélium vient du grec hélios, le soleil.
beaucoup Plus efcace
bÔmbardeme_nt ClaSSique
Dans les bombes à hydrogène (bombes H) on
moindre que celle des nucléides de masse intermédiaire.
provoque les réactions (1) ou (2).
Les nucléides légers sont donc moins stables et la
Des cycles nucléaires permettent d’expliquer la
de deux noyaux légers conduit à un noyau plus stable
production d’énergie par le Soleil et les étoiles. Deux
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avec libération d’énergie.
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cycles ont été proposés : le cycle carbone—azote (ou
20 Pour être amorcées, les réactions de fusion
cycle de BETHE et WEIZSÀCKER) et le cycle proton—proton
nécessitent de très hautes températures.
(cycle de CRITCHFÏELD)‘
Les particules qui participent à ces réactions
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possèdent toutes des charges électriques positives et
Tableau 3.5 — Cycle carbone-azote
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a) Cycle carbone—azote
b) Cycle proton—proton
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6G + 1H
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100 000°c et 50000 000°c.
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La réaction (1), par exemple, libère 17,6 MeV
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Le deutérium à différentes
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(*) Le mot hélium vient du grec hélios, le soleil.
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