Les réactions nucléaires

Résumé du document

Cours de physique/chimie de niveau Terminale Scientifique sur les réactions nucléaires. Il comprend de nombreuses photos et des exemples permettant une meilleure compréhension.

Extraits

[...] La fission nucléaire consiste à briser un noyau lourd en deux noyaux plus légers. Les noyaux ainsi formés étant plus stables que le noyau de départ, il y a libération d'énergie nucléaire lors de la fission d'un noyau lourd. 3.b. Fusion nucléaire. La fusion nucléaire consiste à fusionner deux noyaux légers pour obtenir un noyau plus lourd. Le noyau formé étant plus stable que les noyaux de départ, il y a libération d'énergie nucléaire lors de la fusion de deux noyaux légers. [...]

[...] Energie chimique et énergie nucléaire. Les réactions nucléaires mettent en jeu des énergies de l'ordre du MeV, alors que les réactions chimiques (réactions de combustion par exemple) libèrent des énergies de l'ordre de l'eV. Cela signifie concrètement qu'à masses de réactifs égales, une réaction nucléaire libère environ un million de fois plus d'énergie qu'une réaction chimique ! II. Défaut de masse et énergie de liaison. On reprendra ici des considérations énergétiques en s'intéressant à la formation et à la cohésion d'un noyau Défaut de masse du noyau. [...]

[...] Les réactions nucléaires provoquées La fission nucléaire. 1.a. Diagramme énergétique. On construit un diagramme énergétique en positionnant sur une échelle d'énergie de liaison par nucléon le noyau lourd de départ et les noyaux formés par la fission. Sur ce diagramme une énergie de liaison par nucléon nulle correspond à des nucléons éloignés à l'infini les uns des autres. On peut alors décomposer la réaction de fission en deux étapes. 1ère étape : Le noyau lourd est scindé en ses nucléons constitutifs éloignés à l'infini les uns des autres. [...]

[...] Courbe d'Aston et réactions nucléaires exoénergétiques Energie de liaison par nucléon. Si l'on considère respectivement les énergies de liaison des noyaux de fer 56 et d'uranium 238, on a les valeurs : εl ( ) = 492 MeV et εl ( ) = 1802 MeV Or le fer 56 est plus stable que l'uranium 238 ! En fait la cohésion d'un noyau est d'autant plus importante que chaque nucléon est fortement lié aux autres ; pour comparer la force de cohésion de deux noyaux, il faut donc ramener l'énergie de liaison du noyau à chacun de ses nucléons. [...]

[...] Un noyau est d'autant plus stable que son énergie de liaison par nucléon ε est élevée. (On retrouve ici que le fer 56 est plus stable que l'uranium 238) Courbe d'Aston. La courbe d'Aston est obtenue en portant en ordonnée pour chaque noyau l'opposé de son énergie de liaison par nucléon et en abscisse le nombre de nucléons constituants le noyau. On obtient la courbe suivante : Les noyaux situés dans le creux de la courbe d'Aston ont une énergie de liaison par nucléon élevée ; ceux sont les noyaux les plus stables. [...]