La fission nucléaire est un processus par lequel le noyau d'un atome se divise en deux ou plusieurs noyaux plus petits, accompagné de la libération d'énergie. Ce processus est un type de radioactivité et est utilisé dans diverses applications, notamment les centrales nucléaires et les bombes atomiques.
La radioactivité est le processus par lequel les noyaux atomiques instables perdent de l'énergie en émettant des rayonnements. Il existe trois principaux types de rayonnements : les particules alpha, les particules bêta et les rayons gamma. Ces émissions peuvent être nocives, mais elles ont également des applications utiles en médecine, dans l’industrie et dans la production d’énergie.
Les atomes sont les éléments de base de la matière. Ils sont constitués d’un noyau contenant des protons et des neutrons, ainsi que des électrons qui gravitent autour du noyau. Le nombre de protons dans le noyau détermine l'élément. Par exemple, l’hydrogène possède un proton, tandis que l’uranium en possède 92.
Lors de la fission nucléaire, le noyau d'un atome lourd, comme l'uranium 235 ou le plutonium 239, absorbe un neutron. Cela rend le noyau instable, le faisant se diviser en deux noyaux plus petits, appelés fragments de fission. Parallèlement à ces fragments, plusieurs neutrons et une grande quantité d'énergie sont libérés.
Les neutrons libérés lors de la fission peuvent provoquer davantage de réactions de fission dans les noyaux voisins. Cela crée une réaction en chaîne. Si la réaction en chaîne est contrôlée, elle peut être utilisée pour produire de l’énergie dans une centrale nucléaire. Si elle n’est pas contrôlée, elle peut provoquer une explosion, comme dans le cas d’une bombe atomique.
L'énergie libérée lors de la fission nucléaire provient des puissantes forces nucléaires qui maintiennent la cohésion du noyau. Lorsque le noyau se divise, une partie de cette énergie est convertie en chaleur et en rayonnement. Cette énergie peut être exploitée pour produire de l’électricité.
Centrales nucléaires : Dans une centrale nucléaire, les réactions de fission contrôlées produisent de la chaleur, qui est utilisée pour générer de la vapeur. La vapeur entraîne des turbines qui produisent de l'électricité. Ce processus ne produit pas de gaz à effet de serre, ce qui en fait une alternative plus propre aux combustibles fossiles.
Utilisations médicales : Les isotopes radioactifs produits par fission sont utilisés en imagerie médicale et dans le traitement du cancer. Par exemple, l’iode 131 est utilisé pour traiter le cancer de la thyroïde.
Bombes atomiques : des réactions de fission incontrôlées sont utilisées dans les bombes atomiques. La libération rapide d'énergie provoque une explosion massive.
Vous pouvez démontrer une réaction en chaîne à l’aide de dominos. Mettez en place une ligne de dominos debout. Lorsque vous renversez le premier domino, le suivant tombera, et ainsi de suite, créant une réaction en chaîne. Ceci est similaire à la façon dont les neutrons provoquent davantage de réactions de fission dans une réaction nucléaire en chaîne.
La fission nucléaire produit des déchets radioactifs qui doivent être soigneusement gérés pour éviter toute contamination de l'environnement. En outre, il existe toujours un risque d’accident, comme la catastrophe de Tchernobyl, qui peut avoir de graves conséquences.
