Fission nucléaire

La fission nucléaire est une sorte de réaction nucléaire. Elle se produit lorsqu'un atome se sépare en plus petits atomes. Certaines réactions de fission dégagent beaucoup d'énergie et sont utilisées dans les armes nucléaires et les réacteurs nucléaires. La fission nucléaire a été découverte en décembre 1938 par le chimiste nucléaire allemand Otto Hahn et son assistant Fritz Strassmann à Berlin.

Un atome est la plus petite particule qui compose un élément chimique (par exemple, l'hydrogène, l'oxygène, le magnésium). Tous les atomes sont très petits. Les atomes sont constitués de trois composants ou particules : Les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons sont regroupés en une boule appelée noyau, au centre de chaque atome. Les électrons tournent autour du noyau dans son "nuage d'électrons". Les éléments qui ont un noyau de grande taille, comme l'uranium et le plutonium, peuvent être transformés en fission.

Si un noyau atomique (relativement) très grand est frappé par un neutron à déplacement lent, il devient parfois instable et se brise en deux noyaux. Lorsque le noyau se brise (ou fissionne), il libère de l'énergie, principalement sous forme de rayons gamma et de chaleur. Cela entraîne également la libération de certains neutrons du noyau.

Pour quelques isotopes (un atome avec la même quantité de protons mais une quantité différente de neutrons), une telle fission peut libérer de nombreux neutrons. Si ces neutrons frappent ensuite d'autres atomes, ils les feront se séparer. Cela peut se produire encore et encore. C'est ce qu'on appelle une réaction nucléaire en chaîne, qui peut libérer très rapidement d'énormes quantités d'énergie. La quantité d'énergie libérée par une réaction nucléaire en chaîne se mesure en kilotonnes. Un kilotonne est la même chose que l'énergie de mille tonnes de TNT (trinitrotoluène).

Dans une bombe nucléaire, cela doit se produire très rapidement pour faire une très grosse explosion. Dans un réacteur nucléaire, cela doit se produire lentement pour produire de la chaleur. La chaleur est utilisée pour faire bouillir de l'eau en vapeur, ce qui fait tourner une turbine à vapeur pour produire de l'électricité.

Le diagramme de fission nucléaire montre un neutron absorbé par un noyau d'uranium qui devient alors instable et se divise en deux nouveaux atomes avec libération d'énergie et de quelques neutrons supplémentaires.Zoom
Le diagramme de fission nucléaire montre un neutron absorbé par un noyau d'uranium qui devient alors instable et se divise en deux nouveaux atomes avec libération d'énergie et de quelques neutrons supplémentaires.

Lecture des médias Clip vidéo d'introduction sur la fission nucléaire.Zoom
Lecture des médias Clip vidéo d'introduction sur la fission nucléaire.

Questions et réponses

Q : Qu'est-ce que la fission nucléaire ?


R : La fission nucléaire est un type de réaction nucléaire au cours de laquelle un atome se divise en atomes plus petits, libérant ainsi de l'énergie.

Q : Qui a découvert la fission nucléaire ?


R : La fission nucléaire a été découverte en décembre 1938 par le chimiste nucléaire allemand Otto Hahn et son assistant Fritz Strassmann à Berlin.

Q : De quoi sont constitués les atomes ?


R : Les atomes sont constitués de trois composants ou particules : les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons sont regroupés dans une boule appelée noyau au centre de chaque atome, tandis que les électrons orbitent autour du noyau dans son "nuage électronique".

Q : Quels sont les éléments qui peuvent subir une fission ?


R : Les éléments qui ont un gros noyau, comme l'uranium et le plutonium, peuvent être amenés à subir une fission.

Q : Comment se produit une réaction en chaîne lors d'une fission nucléaire ?


R : Si un noyau atomique (relativement) très gros est frappé par un neutron lent, il devient parfois instable et se brise en deux noyaux. Dans ce cas, il libère de l'énergie et quelques neutrons du noyau. Si ces neutrons frappent ensuite d'autres atomes, ils les feront se diviser à leur tour, provoquant une réaction en chaîne qui peut libérer d'énormes quantités d'énergie.
Q : Que mesure-t-on lorsque l'on évalue l'énergie libérée par l'explosion d'une bombe nucléaire ? R : La quantité d'énergie libérée par l'explosion d'une bombe nucléaire se mesure en kilotonnes ; un kilotonne équivaut à l'énergie de mille tonnes de TNT (trinitrotoluène).

Q : Comment la chaleur générée par la fission nucléaire est-elle utilisée ?


R : Dans un réacteur nucléaire, la chaleur générée par la fission nucléaire doit se produire lentement pour créer de la chaleur qui est ensuite utilisée pour faire bouillir l'eau en vapeur qui fait tourner des turbines à vapeur pour produire de l'électricité.

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