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Que se passe-t-il dans le réacteur des centrales nucléaires et
au centre du Soleil et des étoiles?
neutron
235U
énergie
neutrons
La cuve du réacteur nucléaire est chargée de «< combustible
fissile » dont les réactifs sont des noyaux d'atomes d'uranium
235. Sous l'impact d'un flux de neutrons, ces noyaux sont brisés
en noyaux plus petits : c'est la réaction de fission. Frappé par un
neutron, un noyau d'uranium 235 (335U possédant 235 nucléons)
est brisé en noyaux d'autres atomes, par exemple de xénon 140
(140 Xe: 140 nucléons) et de strontium 94 (Sr: 94 nucléons), tan- Fig. 1 Une réaction de fission de l'uranium 235
dis que deux neutrons sont libérés (Fig. 1). Cette réaction dégage
beaucoup d'énergie. Elle doit être contrôlée.
Dans le projet ITER, les physiciens vont tenter de reproduire
les réactions de fusion de l'hydrogène se déroulant au coeur du
Soleil et des étoiles. Il existe trois types de noyaux d'hydrogène H:
l'hydrogène, le deutérium et le tritium. Ils possèdent tous un proton
mais des nombres de neutrons différents : ce sont des noyaux iso-
topes. A très haute température, des noyaux de deutérium (1 pro-
tritium
deutérium
énergie
hélium
ton et 1 neutron) fusionnent avec des noyaux de tritium (1 proton et Fig. 2 La réaction de fusion deutérium-tritium
2 neutrons) pour former des noyaux d'hélium (2 protons et 2 neu-
trons), en libérant un neutron et beaucoup d'énergie (Fig. 2).
1) Qu'est ce qu'une fusion? Qu'est ce qu'une fission?
2) Quelle est la conséquence énergétique de ces réactions?
3) Ecrire la réaction de fission de l'atome d'uranium et faire le bilan du nombre de
nucléons
4) Ecrire la réaction de fusion des isotopes de l'atome d'hydrogène et faire le bilan
du nombre de nucléons
5) Comment évolue le nombre de nucléons au cours de la réaction nucléaire?