REACTIONS NUCLEAIRES
RADIOACTIVITE
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La première bombe atomique explosa sur Hiroshima (située sur une île japonaise) à la fin de la seconde guerre mondiale (le 6 août 1945).  C'était une bombe américaine.  Elle fit 80 000 morts sur le coup.  Par la suite, les rayonnements radioactifs causèrent de nombreux cancers et de nombreux morts.  Ces rayonnements s'attaquent également au code génétique des cellules et on ne connaît pas encore les dégâts qu'ils vont causer aux générations futures.  Cette bombe était de type A.  L'énergie dégagée par la bombe est due à des réactions nucléaires de fission (non contrôlées).  Cette colossale énergie met en jeux les forces nucléaires qui assurent la cohésion des nucléons (neutrons et protons) du noyau. Les réactions chimiques, même exothermique (qui dégagent de la chaleur), ne dégagent pas autant d'énergie car elles mettent en jeux les forces électromagnétique qui lient les électrons au noyau.  Ces forces sont beaucoup plus faibles que les forces nucléaires.  Entre 1954 et 1956 les États unis firent des essais nucléaires dans des îles de polynésie.  Une bombe H explosa dans le fameux atoll de Bikini.  Les conséquences de ces essais furent désastreuses pour les populations locales et l'environnement.  L'énergie dégagée par la bombe H (ou bombe thermonucléaire) provient de réactions nécessaires du fusion.  Elles dégagent également des rayonnements nécessaires nocifs pour les êtres vivants.  Les essais américians céssèrent dans ces îles en 1956.  Les français organisèrent également des essais nucléaires dans le Pacifique.  Le dernier essai eu lieu en 1996 à Fangataufa et dégagea une énergie 8 fois supérieure à celle dégagée par la bombe de Hiroshima.

autre dossier

Néophytes: Il est conseillé de lire le dossiers sur les atomes avant.

La radioactivité et les réactions nucléaires du fusion et de fission.
 

• La radioactivité résulte de désintégrations spontanées de noyaux atomiques instables.  une source radioactive peut émettre des particules alpha, bêta et gammas.

• Les réactions nucléaires peuvent être spontanées ou provoquées comme les réactions de fission ou de fusion.  Ces réactions s'accompagnent de perte de matière transformée en énergie sous forme de rayonnement radioactifs.  La bombe atomique comme la bombee H tire son énergie de réactions de fusion non contrôllée.  Les centrales nucléaires tirent leur énergie de réactions de fissions contrôllées.

La radioactivité résulte de réactions spontanées

Certains noyaux instables se désintègrent spontanément en émettant différents rayonnements.  On distingue 3 types de radioactivité spontanée:

- rayonnement alpha (formé de noyaux d'helium ). Un écran de carton les arrête.
- rayonnement bêta ^- (formé d'électrons)  Un écran d'aluminium ou de plexiglas les arrête.
- rayonnement bêta ⁺ (formé de positrons)
- rayonnement gamma (formé de photons).pénétrant et très dangereux pour l'homme. Un écran de plomb les arrête.

Par exemple l'uranium 238 (238 nucléons) se désintègre en émettant un rayonnement alpha et devient du thorium 234 (234 nucléons) .  Ce dernier élément est également radioactif et il se désintègre aussi en palladium 234  qui se désintègre en uranium 234 qui se désintègre en thorium 230 etc ... Cette désinstégration en cascade prend fin lorque le noyau devient stable.  Dans le cas de l'uraniul 238 elle s'arrête lorsque le noyau devient du plomb 206.

La radioactivité est associée aux noms de Marie et Pierre Curie.

En 1896, le pysicien français, Henri Becquerel (1852-1908) constate que des sels d'uranium entreposés dans un tiroir fermé impressionnent des plaques photographiques.  Il en déduit que ces sels produisent un rayonnement et découvre la radioactivité.

Marie Curie (1867-1934) et Pierre Curie (1859-1906) se consacrent à l'étude de la radioactivité et
isolent, pour la première fois, deux éléments radioactifs le polonium et le radium.  Ces travaux leur valurent le prix Nobel de chimie en 1903, qu'ils partagent avec Henri Becquerel.  Marie Curie obtint le prix Nobel de chimie en 1911.

Irène (fille de Marie et Pierre Curie) et Frédéric Joliot-Curie reçurent le prix Nobel en 1935 pour leur découverte de la radioactivité artificielle.  Ils synthétisèrent des éléments radioactifs non présents à l'état naturel.

Un excellent site sur la radioactivité proposé par l'université de Jussieu (Paris-France)
Tu y trouveras un tableau périodique qui indique les éléments radioactifs naturels et artificielles. (voir banque d'images).

réactions de fusion

Dans les réactions de fusion, deux noyaux légers fusionnent pour former un noyau plus lourd. La masse perdue s'est transformée en énergie.  (C'est Einstein qui montra que la masse était une forme de l'énergie avec son fameux E=mc²).  Par exemple, 2 noyaux d'hydrogène (1 proton) fusionnent pour donner un noyau d'hélium (2 protons).  Un neutron est alors émis.  C'est ce type de réactions nucléaires qui a lieu dans les étoiles.  Les étoiles "fabiquent" grâce à la fusion des éléments de plus en plus lourd à partir de l'hydrogène. Sur le dessin 2 isotopes ( même nombre de protons mais nombre de neutrons différents) de l'hydrogène fusionnent pour donner de l'hélium et un neutron. (en rouge les neutrons et en vert les protons) source: Un site américain consacré à l'énergie (en anglais).

On ne sait pas contrôller ces réactions de fusions et de nombreuses recherches sont en cours.

réactions de fission

Un neutron est envoyé sur un noyau "lourd".  Ce dernier éclate en donnant des noyaux plus légers (un plus grand nombre de nucléons).  Les neutrons produits peuvent à leur tour briser d'autres noyaux et amorcer une réaction en chaîne.  De l'énergie est dégagée sous forme de chaleur et de rayonnement radioactif (rayonnement gamma).  Cette réaction en chaîne est mise à  profit dans les centrales nucléaire ou la chaleur dégagée sert à produire de la chaleur qui fait tourner les turbine d'un générateur d'électricité.  Dans sa cas, heureusement, les réactions sont contrôlées.  On utilise pour cela l'uranium 235 qui libère, en moyenne, 2,47 neutrons par réaction.  Si la réaction n'est pas contrôlée on obtient une bombe A...

LIENS:

portail français anti nucléaire

site du CEA Commissariat à l'énergie atomique (évidemment pour le nucléaire)

site sur la bombe H qui explosa sur l'atoll de Bikini

site sur la bombe de Hiroshima