NUCLÉAIRES RÉACTIONS

Ce sujet est traité dans les articles suivants :

1.  ALPHA RAYONNEMENT

Écrit par : Bernard PIRE

…  la désintégration alpha fut proposée en 1927 par George Gamow, Ronald Gurney et Edward U. Condon. *La réaction (A, Z) → (A — 4, Z — 2) + α est spontanée pour certains éléments naturels de nombre atomique supérieur à 82 et est observée pour des isotopes artificiels de Z plus petits. La période… Lire la suite

2.  ASTRONOMIE

Écrit par : James LEQUEUX

Dans le chapitre " L'astronomie du XX^e siècle"  : … de l'origine de l'énergie libérée par le Soleil a suivi de peu celle de la possibilité des *transmutations nucléaires (Ernest Rutherford, 1919) : dès 1926, Eddington propose, entre autres possibilités, que la conversion d'hydrogène en hélium pourrait produire l'énergie requise. L'explication détaillée devra cependant attendre d'autres… Lire la suite

3.  BAHCALL JOHN NORRIS (1934-2005)

Écrit par : Bernard PIRE

…  à l'Institute for Advanced Studies et à l'université de Princeton, où il reste jusqu'à sa mort. *L'œuvre majeure de Bahcall est liée à la compréhension des réactions nucléaires à l'intérieur d'une étoile comme le Soleil. Si les premières ébauches de la théorie de la nucléosynthèse stellaire datent de la fin des années 1930, élaborer un modèle… Lire la suite

4.  BÊTA RAYONNEMENT

Écrit par : Bernard PIRE

… *Forme de radioactivité dans laquelle un noyau émet un électron et un antineutrino (rayon bêta moins) ou un positron et un neutrino (rayon bêta plus). Ce processus donne naissance à un autre noyau ayant un neutron de moins et un proton de plus que le noyau initial. Les travaux de Wolfgang Pauli, Francis Perrin et Enrico Fermi permirent de comprendre… Lire la suite

5.  BETHE HANS (1906-2005)

Écrit par : Bernard PIRE

…  nouveau domaine scientifique, à la frontière de l'astronomie et de la physique microscopique. *Il développe en particulier un modèle cohérent des processus nucléaires dans les étoiles : le « cycle de Bethe » (ou cycle carbone-azote) est une série de six réactions nucléaires successives qui explique la production d'énergie et le destin des… Lire la suite

6.  BOHR NIELS (1885-1962)

Écrit par : Léon ROSENFELD

Dans le chapitre "De l'électromagnétisme classique à la théorie atomique"  : … noyaux atomiques. En 1936, Bohr mit en évidence un des mécanismes les plus importants des réactions *nucléaires, fondé sur la formation, à partir des particules entrant initialement en interaction, d'un noyau composé de vie moyenne relativement longue, et pouvant se désintégrer pour donner d'autres noyaux au stade final de la réaction. Le… Lire la suite

7.  CURIE LES

Écrit par : Marcel FRILLEY

Dans le chapitre "Réactions nucléaires, fission, fusion"  : … ce qu'on a appelé, au début, la chimie nucléaire. Comme en chimie, on peut établir la formule de *réactions où l'on fait un bilan des masses, des charges et des énergies échangées, en même temps que des règles sont établies concernant les nombres quantiques associés aux noyaux et aux particules. La réaction : représente l'action de particules α… Lire la suite

8.  DE LA RADIOACTIVITÉ À LA FISSION DE L'ATOME - (repères chronologiques)

Écrit par : Robert DAUTRAY

…  par Frédéric et Irène Joliot-Curie, ce qui leur vaudra, en 1935, le prix Nobel de chimie. * À partir des expériences menée à Rome depuis 1934 par l'Italien Enrico Fermi sur les neutrons ralentis et les réactions nucléaires inexpliquées qu'ils produisent, les Allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann, dans la poursuite des expériences… Lire la suite

9.  ÉNERGIE - La notion

Écrit par : Julien BOK

Dans le chapitre "Équivalence de la masse et de l'énergie"  : … Le principe d'équivalence masse-énergie est vérifié expérimentalement au cours des *réactions nucléaires. Dans la fission d'un noyau, par exemple, un noyau lourd se sépare en plusieurs noyaux légers éjectés à grande vitesse, c'est-à-dire avec une grande énergie cinétique. L'énergie totale du système, donc la masse totale, est conservée dans la… Lire la suite

10.  ÉTOILES

Écrit par : André BOISCHOT, Jean-Pierre CHIÈZE

Dans le chapitre " Origine de l'énergie stellaire"  : … qui montra, en 1939, que la source principale d'énergie, pour la majorité des étoiles, était due à *la réaction transformant quatre atomes d'hydrogène en un atome d'hélium. Cette réaction se fait avec une légère perte de masse qui est libérée sous forme de rayonnement γ, de positons et de neutrinos, correspondant à une énergie de l'ordre de 25 … Lire la suite

11.  FERMI ENRICO (1901-1954)

Écrit par : P. M. HEIMANN, Eduardo de RAFAEL

Dans le chapitre "Réalisation de la première pile atomique"  : … En 1938, Otto Hahn et Fritz Strassmann découvrirent *la fission nucléaire, en désintégrant des noyaux d'uranium en deux noyaux de numéros atomiques voisins. Fermi, supposant que le processus s'accompagnait d'une émission neutronique, comprit que les neutrons ainsi produits pouvaient servir à déclencher d'autres réactions de fission, rendant ainsi… Lire la suite

12.  FOWLER WILLIAM (1911-1995)

Écrit par : Bernard PIRE

…  fait un travail collectif du laboratoire Kellogg consacré à l'étude expérimentale et théorique des *réactions nucléaires appliquée à l'astrophysique. Cette recherche sous-entend que l'énergie solaire, nécessaire à la vie terrestre, est issue des réactions de fusion nucléaire qui ont lieu à l'intérieur du Soleil. Guidé par la théorie de la… Lire la suite

13.  GAMMA RAYONNEMENT

Écrit par : Bernard PIRE

… Rayonnement électromagnétique de grande énergie dû à une *désexcitation d'un noyau atomique. Il est d'abord observé en 1900 par le chimiste français Paul Ulrich Villard (1860-1934) comme l'émission par un échantillon de radium de rayons au pouvoir pénétrant très supérieur à celui des rayons β. Henri Becquerel confirme très rapidement cette… Lire la suite

14.  MÉTÉORITES

Écrit par : Mireille CHRISTOPHE MICHEL-LEVY, Paul PELLAS

Dans le chapitre "Âges d'exposition au rayonnement cosmique"  : … perdue par fusion. Les protons du R.C.G. (énergie moyenne de 4 GeV) produiront, en revanche, des *réactions nucléaires (interactions de spallation) avec le noyau de la cible météoritique jusqu'à une profondeur de l'ordre du mètre. Ces réactions de spallation donnent naissance à des isotopes stables et radioactifs (isotopes spallogéniques). L'état… Lire la suite

15.  NAINES BRUNES

Écrit par : Isabelle BARAFFE

Dans le chapitre "Qu'est-ce qu'une naine brune ?"  : … Une* naine brune est une étoile « ratée » qui ne peut maintenir de façon stable les réactions de fusion nucléaire de l'hydrogène caractérisant les débuts de l'évolution stellaire. Les étoiles naissent de l'effondrement gravitationnel de nuages de gaz et de poussière interstellaires, essentiellement composés d'hydrogène et d'hélium. Lors de la… Lire la suite

16.  NOVAE ET SUPERNOVAE

Écrit par : Jean AUDOUZE

Dans le chapitre "Les novae"  : … et d'hélium, la pellicule de matière constituée du mélange de ces deux gaz subit l'effet des *réactions nucléaires engendrées par l'hydrogène et l'hélium agissant sur les noyaux de carbone, d'azote et d'oxygène (fig. 2). Ces réactions sont explosives aux températures très élevées (supérieures à 10⁸ K) atteintes par ce gaz. Il en… Lire la suite

17.  NUCLÉAIRE - Réacteurs nucléaires

Écrit par : Jean BUSSAC, Frank CARRÉ, Robert DAUTRAY, Jules HOROWITZ, Jean TEILLAC

De nombreuses *réactions nucléaires sont exothermiques et l'énergie dégagée est, par unité de masse, environ un million de fois plus grande que dans les réactions chimiques qui, elles, ne font intervenir que les électrons périphériques des atomes ; les chaleurs de… Lire la suite

18.  NUCLÉAIRE - Applications militaires

Écrit par : Paul BOUÉ, Thierry MASSARD, François OLIVE

Dans le chapitre " Matériaux de base et réactions"  : … constituée de matériaux nucléaires qui, mis en condition de façon appropriée, deviennent le siège de* réactions extrêmement violentes, avec fort dégagement d'énergie. Dans les armes à fission, cette mise en condition consiste à rapprocher brutalement, à l'aide d'un explosif chimique, les matières fissiles, de sorte qu'une réaction en chaîne puisse s… Lire la suite

19.  NUCLÉAIRE - Déchets

Écrit par : Pierre BEREST, Jean-Paul SCHAPIRA

Dans le chapitre "Données de base"  : … Les corps à vie longue visés par la transmutation sont *créés par interaction des neutrons avec les noyaux lourds (uranium, plutonium) constituant le combustible de départ ou créés lors de son irradiation dans le réacteur. Ils se répartissent suivant deux catégories : les produits de fission et les actinides. Les premiers sont des fragments de masse… Lire la suite

20.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "Les réactions nucléaires"  : … *La radioactivité des noyaux atomiques découverte par Henri Becquerel en 1896 fit rapidement l'objet d'intenses recherches. En 1903, Rutherford énonça la loi mathématique de décroissance radioactive qui donne le nombre de noyaux présents à l'instant t : N = N0 exp(—t/τ), où N0 est le… Lire la suite

21.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Noyau atomique

Écrit par : Luc VALENTIN

Dans le chapitre " Mécanismes de réaction"  : … Les schémas d'interprétation des résultats spectroscopiques concernant les états liés, individuels et collectifs, du système nucléaire se retrouvent transposés, pour les états de diffusion, dans les modèles d'analyse des *réactions induites par des particules ou des ions lourds lors de leur collision avec les noyaux… Lire la suite

22.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

Écrit par : René BIMBOT, René LETOLLE

Dans le chapitre " Isotopes naturels et artificiels"  : … composées principalement d'hydrogène et d'hélium, sont synthétisés les éléments légers. Les *réactions nucléaires intervenant sont principalement la capture de proton ou de particule alpha, ce qui favorise la production des isotopes les plus légers de chaque élément, conformément à ce qui est observé dans la nature (92 p. 100 pour ²⁸… Lire la suite

23.  NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds

Écrit par : Marc LEFORT, Bernard PIRE

Dans le chapitre " Synthèse par ions lourds de nouvelles espèces"  : … de ces isotopes, on connaît 254 espèces nucléaires stables et 33 radioactives naturelles primaires. Par des *réactions nucléaires induites par protons, neutrons ou particules alpha, et, surtout par fission, on a créé, depuis la découverte de la radioactivité artificielle, environ 2 700 noyaux appartenant à 115 éléments (les 90 naturels, puis les… Lire la suite

24.  NUCLÉOSYNTHÈSE

Écrit par : Jean AUDOUZE

…  béryllium et le bore. Les processus de la nucléosynthèse se distinguent à la fois par la nature des mécanismes *(ou réactions) nucléaires qu'ils font intervenir et par les sites dans lesquels ils se produisent. Dans cette présentation, nous évoquerons donc nécessairement les propriétés des différentes réactions nucléaires qui interviennent dans la… Lire la suite

25.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

Écrit par : Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Nucléosynthèse et neutrinos solaires"  : … *Les réactions de nucléosynthèse se produisant dans les étoiles s'accompagnent de l'émission de neutrinos d'énergies caractéristiques résultant de la désintégration β des radionuclides produits. Les processus les plus significatifs sont associés à la synthèse du deutérium et de l'hélium par la chaîne proton-proton : réactions suivies de : 

… Lire la suite

26.  PLUTONIUM

Écrit par : Daniel CALAIS, André CHESNÉ

…  fut découvert en 1940 à l'université de Californie par une équipe dirigée par Glenn T. Seaborg. *La réaction nucléaire de synthèse mettait en jeu le bombardement d'une cible d'oxyde d'uranium par des deutons de 16 MeV accélérés dans un cyclotron. La réaction nucléaire conduit à l'isotope de masse 238 du neptunium, émetteur β^— dont la… Lire la suite

27.  PREMIÈRE RÉACTION NUCLÉAIRE EN CHAÎNE

Écrit par : Robert DAUTRAY

  *Le 2 décembre 1942, Enrico Fermi, physicien Italien (1901-1954) alors émigré aux États-Unis, réalise à l'université de Chicago la première réaction en chaîne, fondée sur la fission de noyaux atomiques. Celle-ci est obtenue en utilisant de l'uranium naturel (qui contient l'isotope 235, ²³⁵U, constituant 0,720  p… Lire la suite

28.  RADIOACTIVITÉ

Écrit par : Bernard SILVESTRE-BRAC

Dans le chapitre "Les modes classiques"  : … *La particule alpha (α) est un noyau d'hélium α = ⁴2He ; c'est une particule très stable. Un noyau possédant un Z grand subit des tiraillements dus à la répulsion électrique des protons. L'expulsion d'un α par un tel noyau devient intéressante, car le noyau résiduel possède une plus faible énergie électrique.… Lire la suite

29.  RADIOÉLÉMENTS & RAYONNEMENTS IONISANTS

Écrit par : Jean-Louis BOUTAINE, René COPPENS, Pierre GUERIN de MONTGAREUIL, Richard HOURS, Jean-René PUIG

Dans le chapitre "Production par irradiation"  : … un élément pur X de masse atomique M contenant en proportion p un isotope X1. *La réaction nucléaire X1(a, b)Y donne naissance au radio-isotope Y, de période T. L'activité spécifique (A) obtenue, en curie par gramme (1 Ci/g = 37 × 10⁹ Bq/g) de cible X, est donnée en fonction du temps … Lire la suite

30.  RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons X cosmiques

Écrit par : Monique ARNAUD, Robert ROCCHIA, Robert ROTHENFLUG

Dans le chapitre "Sources transitoires, sources à bouffées"  : … Ainsi l'hydrogène se transforme en hélium, lequel hélium va, à son tour, se comprimer et subir des *réactions thermonucléaires. L'épaisseur des couches d'hydrogène et d'hélium ne dépasse pas 1 mètre ! Cependant, la fusion de l'hélium est instable à cause d'une très forte dépendance du taux de réaction avec la température. Il se produit alors un « … Lire la suite

31.  SOLEIL

Écrit par : Pierre LANTOS

Dans le chapitre "Structure interne"  : … les naines blanches, dont la densité est dix mille fois supérieure. Dans ce noyau ont lieu les *réactions thermonucléaires qui fournissent son énergie au Soleil. L'hydrogène qui, à la surface, représente 71 p. 100 de la masse, est réduit dans le noyau à 34 p. 100 en raison de sa transformation en hélium. Les modèles indiquent aussi que les… Lire la suite

32.  SPALLATION

Écrit par :  Universalis

… *Réaction nucléaire à haute énergie dans laquelle un noyau-cible frappé par une particule incidente d'énergie supérieure à environ 50 millions d'électronvolts (50 MeV) émet un jet de particules plus légères et produit un noyau dont la masse est en général comparable à celle du noyau d'origine. Les particules légères émises sont des neutrons, des… Lire la suite

33.  STRIPPING, physique

Écrit par : Jean-Pierre MENDIBURU

… *On appelle « stripping » une réaction nucléaire où une partie du noyau projectile est, au cours de l'interaction, cédée au noyau cible. L'autre partie du projectile poursuit une trajectoire relativement peu perturbée dont la détection sert à signer la réaction. Par exemple : d + P³¹ → p + P³². Cette réaction… Lire la suite

34.  THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE

Écrit par : Robert DAUTRAY, Pascal GARIN, Michel GRÉGOIRE, Guy LAVAL, Jean-Paul WATTEAU, Joseph WEISSE

Dans le chapitre "La maîtrise de la fusion sur Terre"  : … du combustible nucléaire par rapport à deux exigences : avoir une énergie libérée importante par *réaction nucléaire, avoir une probabilité de réaction (section efficace) la plus grande possible, et cela à la température la plus faible possible. La vitesse de réaction pour la fusion d'ions de type i et j est déterminée par la… Lire la suite

35.  TRANSURANIENS

Écrit par : Hubert DOUBRE

Dans le chapitre "En physique nucléaire"  : … Les *noyaux lourds ont trois modes principaux de désintégration : – l'émission β^—, au cours de laquelle un neutron du noyau devient proton ; – l'émission α, pour les noyaux lourds déficients en neutrons ; – la fission spontanée pour les noyaux lourds très chargés. On dira qu'un noyau « existe » si sa demi-vie, notée T1/2,… Lire la suite

36.  TRITIUM

Écrit par : Akli HAMMADI

…  différentes zones terrestres. Il se forme dans l'atmosphère, entre 10 et 30 km d'altitude, par la *réaction des neutrons cosmiques sur l'azote (N) de l'air : n + ¹⁴N → 3 ⁴2 He + T. Le tritium ainsi produit réagit sur les atomes d'hydrogène présents dans l'atmosphère pour former des molécules HT. À… Lire la suite

37.  UNIVERS

Écrit par : Jean AUDOUZE, James LEQUEUX

Dans le chapitre " Les étoiles"  : … tout à fait moyennes par rapport à celles que peuvent prendre l'ensemble des étoiles (tabl. 3). *Le Soleil tire son énergie des réactions nucléaires qui se produisent en son centre et qui transforment une partie de son hydrogène en hélium. Il existe des étoiles beaucoup plus massives que le Soleil : certaines peuvent avoir des masses cent fois… Lire la suite