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Matériaux de base et réactions
Matériaux fissiles
La partie active d'une charge nucléaire est 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'y développer. Dans les armes faisant appel à la fusion – appelées thermonucléaires –, il faut une densité d'énergie très élevée pour que le matériau fusible dépasse le seuil d'allumage ; c'est pourquoi il est nécessaire de recourir à un premier étage à fission, l'amorce, pour assurer cette mise en condition.
Parmi les matériaux fissiles, les plus intéressants sont l'isotope 235 de l'uranium, qui se trouve en faible proportion (0,7 p. 100) dans l'uranium naturel, et l'isotope 239 du plutonium, qui, n'existant pas dans la nature, est produit par un réacteur nucléaire en quantité variable suivant le type de réacteur. On peut aussi fabriquer de l'uranium 233 et, sous certaines conditions, fissionner l'isotope 238 de l'uranium, qui a l'avantage d'être abondant (99,3 p. 100 de l'uranium naturel).
La réaction utilisée est la fission, dans laquelle le noyau de l'atome se casse sous l'effet d'un neutron, en donnant généralement deux noyaux plus petits, appelés produits de fission, et deux ou trois neutrons. Les noyaux obtenus sont différents d'une fission à une autre. Plus de 200 isotopes ont été identifiés ; leur nombre de masse s'étage entre 65 et 165, c'est-à-dire du zinc aux lanthanides.
Chaque réaction libère une énergie de 180 MeV, c'est-à-dire environ 3.10—11 joules ; c'est très faible, mais on a rapidement un nombre considérable de réactions puisque chacun des neutrons produits est capable à son tour de provoquer une fission.
Alors que, dans la plupart des réacteurs nucléaires habituels, ce sont les captures qui pro [...]
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Écrit par :
- Paul BOUÉ : ancien adjoint du directeur scientifique au Commissariat à l'énergie atomique, professeur honoraire à l'École nationale supérieure des techniques avancées
- Thierry MASSARD : directeur scientifique au Commissariat à l'énergie atomique, direction des applications militaires
- François OLIVE : ingénieur au Commissariat à l'énergie atomique
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Pour citer l’article
Paul BOUÉ, Thierry MASSARD, François OLIVE, « NUCLÉAIRE - Applications militaires », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-applications-militaires/