La fission en général
Quelques dates importantes dans la découverte de la fission nucléaire:
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1896 : première approche d'une réaction nucléaire, le physicien français Becquerel découvre la radioactivité.
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1898 : Pierre et Marie-Curie découvre le radium, élément chimique rare et 900 fois plus radioactif que l'uranium
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1919 : Rutherford observe la première réaction nucléaire artificielle suite à la création de noyaux radioactifs.
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1934 : Frédéric Joliot-Curie et son épouse Irène découvre la radioactivité artificielle
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1939 : Fredéric Joliot-Curie met au point la première réaction de fission nucléaire créer par l'homme. Lors de cette réaction, il observe un dégagement d'énergie considérable.
Principe de la fission.
La fission nucléaire est la division des noyaux d’un atome. Elle dégage de l'énergie sous forme de chaleur. Les atomes d'uranium possèdent un noyau capable de se casser en deux noyaux plus petits sous l'impact d'un neutron.
La fission s’accompagne d’un grand dégagement d’énergie, et en même temps, de la libération de deux ou trois neutrons. Ce phénomène de fission émet des rayonnements alpha, beta ou gamma. Les neutrons libérés peuvent à leur tour casser d'autres noyaux, dégager de l'énergie et libérer d’autres neutrons, et ainsi de suite.
C'est ce que l'on appelle une réaction en chaîne. Le nombre de fissions double alors à chaque génération, si chaque fission libère un ou deux neutrons.
La réaction nucléaire en chaine.
Une réaction en chaîne est un processus par lequel les neutrons libérés lors de la première fission nucléaire produisent une fission supplémentaire dans au moins un noyau de plus. Ce noyau à son tour produit des neutrons et le processus se répète.
Ces réactions en chaîne peuvent être contrôlées ou non. Les réactions contrôlées sont les réactions nucléaires produites dans les centrales nucléaires dont l’objectif est de produire de l’énergie nucléaire constamment. Quant aux réactions nucléaires non contrôlées, elles se produisent dans le cas des armes nucléaires.
Les produits de la fission.
Les produits de fission sont des éléments chimiques provenant de la fission d'un élément (un noyau) fissile : chaque noyau de matière fissile subissant une fission nucléaire se casse en deux (exceptionnellement troisNote 1) morceaux, qui se stabilisent sous forme de nouveaux atomes.
Ainsi la fission induite d'un noyau d'uranium 235 peut donner deux produits de fission, le krypton et le baryum, accompagnés de trois neutrons :
Les fissions induites les plus couramment utilisées sont les fissions de l'uranium 235, de l'uranium 238 et du plutonium 239.
Arreter la fission.
En effet une fois avoir mis en marche le processus de fission dans les centrales nucléaire il faut savoir l'arreter en cas de problèmes. Pour cela des barres de contrôle (appelées « crayons ») situées au cœur du réacteur ont la capacité de stopper le proccessus de fission nucléaire.
Ces barres sont composées dans un alliage très précis, ils captent les neutrons, ce qui permet de régler la puissance en fonction de leur position dans le combustible.
Lorsque l'on doit arreter le processus en urgence, en quelques secondes, les barres tenues grace a un électro-aimant, chutent dans le coeur du réacteur.
Cette chute est provoquée par une coupure de courant, soit par intervention humaine, soit automatiquement lorsqu’une anomalie est détectée.
Dans le même temps, de l’acide borique (absorbeur de neutrons) est injecté dans l’eau où est immergé le combustible.
Les avantages et les inconvénients de la fission dans les centrales nucléaires.
En efffet la fission nucléaire à quelques avantages :
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Elle est relativement bon marché
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Elle n'émet pas de CO2
Cependant, malgré qu'elle soit notre seul moyen de production d'électricité nucléaire viable, elle présente quelques problèmes.
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Des problèmes économiques :
- Le cout de construction d'une centrale nucléaire est très chere : d'envirion 2.5 à 3.5 milliards d'euros par 1000 mégawatt.
-La durée de construction est très longue : une dizaine d'années environ.
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Des problèmes militaires :
Suite à la production d'énergie nucléaire, les armes nucléaires seraient beaucoup plus présentes dans le monde, elles seraient beaucoup plus accessibles et donc plus dangereuses pour le monde.
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Des problèmes de réserves expirables :
L'uranium qui est le produit essentiel de la fission, serait épuisé d'ici 50 ans