La Fission nucléaire
Publié le 16/02/2012
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Tous les réacteurs nucléaires actuels exploitent le phénomène de fission des noyaux lourds. Les transmutations naturelles découvertes à partir de 1896 (Henri Becquerel) et les transmutations artificielles inaugurées en 1919 (Ernest Rutherford) se soldent par des variations faibles du nombre de masse du noyau principal. Bombardant avec des particules alpha des noyaux d'azote 14, Rutherford recueillait de l’oxygène 17 ; Irène et Frédéric Joliot-Curie, de l’azote 13 à partir du bore 10. Les premières expériences utilisant comme projectiles des neutrons donnèrent des effets analogues, jusqu’à ce qu'Énrico Fermi, projetant des neutrons sur de l'uranium, ....
«
noyau et est aussit8t reemis en perdant une partie de son
energie cinetique qui part sous forme de rayonnement
gamma : choc inelastique.
4.
II reste dans le noyau, don-
nant un isotope stable du noyau primitif, avec emission
gamma : c'est la capture.
5.
II donne un Isotope Instable
qui se transmute au bout d'un certain temps en emettant
des rayonnements alpha, beta et gamma.
4 Pour evaluer Ia probabilite qu'a un neutron de subir un
destin determine, on introduit la notion de section efficace.
Du fait de leur caractere ondulatoire et du defaut meme
d'une definition precise de leurs positions respectives, les particules interagissent plus souvent que s'il s'agissait de
collisions au sens de Ia mecanique classique.
Un faisceau
homogene de neutrons etant dirige sur un volume de
matiere isotopiquement homogene, Ia section efficace, pour
cheque type de reaction possible, se definit comma le
rapport du nombre de reactions de ce type observees au
produit du flux neutronique par le nombre de noyaux pre-
sents.
Elie s'exprime par une unite de surface, le barn
(10 -24 cm2).
Plus elle est elevee, plus on observera de
reactions du type concern&
5 L'experience montre que les diverses sections efficaces
varlent avec Ia nature des noyaux et l'energie des neutrons
Incidents.
Pour des neutrons rapides (energie de l'ordre
du million d'electrons-volts), la section efficace de fission
est de 1,9 avec U 233, 1,2 avec U 235 et 0,2 pour U 238.
Avec des neutrons thermlques (1/40 electron-volt) ces quan-
Mos deviennent respectivement 533, 580 et 0.
On volt ['in-
ter* de ralentlr les neutrons pour obtenir le maximum de
fissions.
Mais it faut aussi tenir compte qu'au passage de certains niveaux d'energie tl y a resonance entre la Ion-
gueur d'onde attachee au neutron et cello du noyau d'U 238,
ce qui elargit brutalement la section efficace de capture.
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