Fission nucléaire et réaction en chaîne

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Noyau lourd + neutron deux noyaux moyens + neutrons + énergie. • La masse totale des produits est légèrement inférieure à la masse des réactifs (défaut de masse converti en énergie). • Elle est utilisée dans les centrales nucléaires.

Le cours

1. Principe de la fission La fission est une réaction nucléaire provoquée : un noyau lourd dit fissile, comme l'uranium 235 ou le plutonium 239, absorbe un neutron lent et se scinde en deux noyaux de masses moyennes, en libérant 2 ou 3 neutrons et une grande énergie. Exemple : ^235_92U + ^1_0n ^92_36Kr + ^141_56Ba + 3\,^1_0n La masse des produits est légèrement inférieure à celle des réactifs ; l'énergie libérée vaut E = | m| c^2, environ 200\ MeV, soit 3,2 10^-11\ J par fission. 2. Réaction en chaîne Les neutrons libérés peuvent provoquer à leur tour d'autres fissions. Si, en moyenne, plus d'un neutron par fission en provoque une nouvelle, le nombre de fissions croît très vite (cas de la bombe). Dans un réacteur, des barres de contrôle (bore, cadmium) absorbent l'excédent de neutrons pour qu'en moyenne exactement un neutron par fission en déclenche une autre : la réaction est entretenue et maîtrisée. L'eau du réacteur ralentit les neutrons (rôle de modérateur) et évacue la chaleur. 3. Ordres de grandeur et limites La fission de 1\ g d'uranium 235 libère environ 8 10^10\ J, autant que la combustion de près de 2 tonnes de pétrole. En contrepartie, les produits de fission sont radioactifs : ils forment des déchets qu'il faut confiner, parfois pendant des milliers d'années.

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