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RADIOACTIVITÉ

La radioactivité comme source d'énergie

Une réaction de fission, comme celle qui est écrite en (9), est une source d'énergie considérable, de l'ordre de 200 MeV pour des nucléides avec A = 240. Cela signifie que la fission d'1 gramme d'uranium (U) produit autant d'énergie que la combustion de 2,5 tonnes de charbon. La fission spontanée concerne peu de noyaux ; en revanche, on peut provoquer la fission en irradiant par des neutrons un élément dit « fissile ». C'est le cas en particulier de 235U, présent à 0,7 p. 100 dans l'uranium naturel. La fission transite par un état excité de 236U. La réaction (9) produisant en moyenne 2,5 neutrons, on peut utiliser les neutrons produits pour induire une autre réaction de fission, et récupérer au passage une énergie considérable. C'est le principe de la réaction en chaîne.

La fission contrôlée

Dans un réacteur nucléaire en fonctionnement, on garde exactement 1 neutron par fission pour auto-entretenir la réaction, le surplus de neutrons étant absorbé par des matériaux idoines. Plusieurs technologies sont employées. La plupart des réacteurs du parc nucléaire français sont à eau pressurisée (R.E.P., en anglais P.W.R.) ; ils utilisent de l'uranium naturel enrichi à 3 p. 100 en 235U. Les neutrons de fission sont ralentis par un modérateur, afin de provoquer un rendement optimal pour chaque fission. Les réactions de fission produisent aussi toute une gamme de produits, malheureusement radioactifs pour la plupart.

Les bombes

Le principe de la « bombe atomique » est celui d'une fission non contrôlée, le plus souvent à base de 235U ou de 239Pu. Au départ, une fission produit 2 neutrons, qui produisent 2 fissions donnant 4 neutrons, qui produisent 4 fissions donnant 8 neutrons, etc. Le temps de production d'une fission est quasi instantané. La réaction en chaîne entraîne en un temps très bref une quantité gigantesque de fissions responsables d'une énergie libérée phénoménale. Les effets dévastateurs de la bombe sont tout d'abord la chaleur et l'onde de choc au voisinage immédiat de l'explosion. Les effets dus à la radioactivité surviennent à plus long terme pour les individus fortement exposés.

Un avatar moderne de cette bombe est la « bombe à neutrons » qui minimise les effets de chaleur, mais qui maximise l'émission de neutrons. Elle présente la particularité de tuer les hommes, mais d'épargner le matériel.

Les déchets nucléaires

La partie intéressante de la réaction de fission (9) est la production de (n) nécessaire à la réaction en chaîne. Elle produit aussi des « fragments » de fission de masse intermédiaire (90 < A < 140), et des nucléides de grande masse (A = 240 environ) produits par des captures successives de (n) sur les noyaux de grande masse. La plupart des sous-produits ne participent pas à la réaction en chaîne et, étant souvent fort actifs, ils sont très indésirables : ce sont les déchets nucléaires. On distingue trois types de déchets selon leur activité, et selon leur période (les déchets de très courte période disparaissent d'eux-mêmes) : ceux de classe A, B ou C par ordre de toxicité. Ils peuvent être gazeux, liquides ou solides. On en élimine certains, directement ou après traitement, dans l'environnement. Mais la période d'un élément est une constante de la nature et l'homme n'a aucun pouvoir pour la changer et accélérer le processus de désintégration. Les déchets de longue période, comme le 239Pu, sont très encombrants. On peut effectuer un retraitement sur les barres irradiées, pour séparer les produits de fission de l'uranium et réutiliser celui-ci. Mais les déchets ultimes à période longue posent un problème très grave à notre société. Pour le moment, on se contente de les stocker dans des conditions les plus[...]

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Classification

Pour citer cet article

Bernard SILVESTRE-BRAC. RADIOACTIVITÉ [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Imagerie médicale : les découvreurs de la radioactivité artificielle - crédits : Collection Guy Pallardy

Imagerie médicale : les découvreurs de la radioactivité artificielle

Collection Guy Pallardy

Nucléides connus - crédits : Encyclopædia Universalis France

Nucléides connus

Encyclopædia Universalis France

Autres références

  • DÉCOUVERTE DE LA RADIOACTIVITÉ NATURELLE

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 155 mots
    • 1 média

    En février 1896, Henri Becquerel (1852-1908) prépare des cristaux de sulfate double d'uranyle et de potassium et, afin d'étudier leur phosphorescence, les place sur une plaque photographique entourée d'un papier. Le soleil étant absent, il enferme ses plaques dans un tiroir. Quelques jours plus...

  • ACTINIUM

    • Écrit par Georges BOUISSIÈRES
    • 920 mots

    L'existence dans la pechblende de l' actinium, élément radioactif de numéro atomique 89, fut établie en 1899 par André Louis Debierne, collaborateur de Pierre et Marie Curie qui venaient, un an auparavant, de découvrir, dans ce minerai d'uranium, le polonium et le radium. Son...

  • ALPHA RAYONNEMENT

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 184 mots

    Rayonnement le moins pénétrant émis par les substances radioactives, sous la forme de noyaux d'hélium 4. Il avait été reconnu dès 1903 par Ernest Rutherford comme formé de particules chargées positivement et de masse proche de celle de l'atome d'hélium. La théorie de la désintégration...

  • AMÉRICIUM

    • Écrit par Monique PAGÈS
    • 1 385 mots

    L' américium (symbole Am) est un élément artificiel qui fait partie d'une série d'éléments lourds découverts depuis 1940, les transuraniens. Comme tous ces éléments, il possède de nombreux isotopes, tous radioactifs. Son numéro atomique, 95, le place, dans la classification...

  • ARCTIQUE (géopolitique)

    • Écrit par François CARRÉ
    • 6 852 mots
    • 2 médias
    ...d'extraction, le développement rapide du tourisme et enfin la militarisation, surtout quand celle-ci s'appuie sur des armes et des navires atomiques. La radioactivité issue des équipements datant de la guerre froide, forme de pollution moins visible et plus sournoise, s'avère inquiétante dans ces régions....
  • Afficher les 70 références

Voir aussi

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