Qu'es-ce que l'énergie nucléaire
L'énergie nucléaire est produite lors de la réaction nucléaire . Cette réaction se fait dans le coeur d’un réacteur nucléaire . Ce dispositif permet de controler la réaction en chaine et de créer de l’énergie
Le noyau de certains gros atomes a la propriété de se casser en deux sous l’effet d’une collision avec un projectile En l’occurrence, le neutron . Sans charge électrique, cette particule a la faculté d’approcher suffisamment près le noyau, chargé positivement, sans être repoussée par des forces électriques. Le neutron peut alors pénétrer à l’intérieur de ce noyau et le briser en deux morceaux. Il ne s’agit pas d’une explosion du noyau sous l’effet du choc avec le neutron, mais d’une cassure interne déclenchée par l’arrivée de ce neutron supplémentaire.
La fragmentation du noyau est appelée réaction de fission. Un atome ayant la faculté de se briser en deux lors d’une collision est dit fissile. Les plus connus d’entre eux sont l’uranium 235 et le plutonium 239. Les deux morceaux obtenus après la fission d’un gros noyau sont les produits de fission. Ils sont souvent radioactifs. La fission induite de l'uranium 235 par absorption d'un neutron est la réaction de ce type la plus connue. Elle est du type :
X et Y étant deux noyaux moyennement lourds et généralement radioactifs : on les appelle des produits de fission.
Ainsi la fission induite d'un noyau d'uranium 235 peut donner deux produits de fission, le krypton et le baryum, accompagnés de trois neutrons :
Les deux produits de fission emportent une grande partie de cette énergie sous forme cinétique : ils sont éjectés avec une grande vitesse (8 000 km/s)et se frayent un chemin parmi les autres atomes en les “bousculant” Au cours de ces chocs, ils perdent rapidement leur vitesse (et donc leur énergie) en échauffant la matière environnante et s’arrêtent dans la masse d’uranium. Leur énergie de départ se trouve finalement transformée en chaleur : localement, la température de l’uranium augmente. Le principe d’un réacteur nucléaire consiste à récupérer cette chaleur pour la transformer en électricité.
la réaction en chaine :Chaque fission produit aussi en moyenne deux à trois neutrons d’énergie élevée qui se déplacent à très grande vitesse (20 000 km/s) parmi les atomes d’uranium. L’énergie emportée par les neutrons représente une faible partie de l’énergie totale libérée lors de la fission. Cependant grâce a leur petite taille et leur vitesse les neutrons vont pouvoir se propager et rentrer en contact avec d’autres noyaux d’atomes . S’il s’agit d’uranium ils donneront éventuellement lieu à une nouvelle fission.les neutrons libérés vont pouvoir provoquer de nouvelles fissions ; c’est la réaction en chaine .
Dans un réacteur nucléaire, la réaction en chaîne est maîtrisée pour maintenir un rythme de fissions constant. C’est-à-dire que sur les deux ou trois neutrons libérés lors d’une fission, seul l’un d’entre eux en provoque une nouvelle, les autres étant capturés. Un équilibre doit être atteint : une fission donne une fission, qui donne une fission, qui donne une fission, etc... (contrairement à la bombe nucléaire ou le nombre de fission n’est pas contrôlés afin de déclencher une explosion). La quantité de chaleur libérée à chaque seconde dans la masse d’uranium est ainsi parfaitement contrôlée. (integrer une video)
Une autre réaction existe ; la fusion qui consiste a fusionner un noyau d'hydrogène et d’hélium pour entrainer une source d’énergie digne du soleil. Cependant cette réaction est peu maitrisé ( Projet ITER )