Alors qu'une réaction chimique conserve les éléments, une réaction nucléaire les transforme. Cette dernière peut être : « spontanée » lorsque les noyaux atomiques en jeu sont ceux de substances radioactives, naturelles ou artificielles ; « provoquée artificiellement », par bombardement de particules ou de radiations.
Les réactions nucléaires concernent les réactions qui font intervenir le noyau des atomes, ainsi que des particules (proton, neutron…). Il existe différents type de réactions nucléaires : désintégration radioactive, fission, fusion.
5 Les réactions nucléaires provoquées
On distingue trois grands types de réaction : la transmutation, la fission et la fusion.
Pour identifier le type de transformation, il faut regarder les réactifs et les produits. S'il y a conservation de l'espèce chimique alors il s'agit d'une transformation physique. Par exemple, lorsque l'eau se vaporise, l'espèce eau (H2O) se conserve. On pourra écrire : H2O(l) → H2O(g).
Une réaction nucléaire est une transformation d'un ou plusieurs noyaux atomiques, elle se distingue d'une réaction chimique qui concerne les électrons ou les liaisons entre les atomes. Dans une réaction nucléaire, deux noyaux atomiques entrent en collision.
1. Relatif au noyau de l'atome et à l'énergie qui en est issue ainsi qu'aux techniques qui utilisent cette énergie. 2. Qui appartient au noyau de la cellule.
Ces trois types de réactions, la fission, la fusion, et la radioactivité, ont un point commun : ce sont des transformations nucléaires.
-Lors d'une transformation chimique au moins une substance disparaît, le ou les réactif(s). Au moins une substance apparaît, le ou les produits. -Lors d'une transformation physique, l'aspect ou l'état d'une substance est modifié. (exemples : monter les œufs en neige, ).
La fission est l'éclatement d'un atome lourd en atomes plus légers lors de la collision entre un atome et un neutron par exemple. Cette réaction est accompagnée d'une émission de neutrons, de rayonnements ionisants et d'un fort dégagement de chaleur.
On réalise une transformation chimique lorsqu'on effectue un mélange de substances chimiques et que de nouvelles substances chimiques sont produites. Des composés appelés « réactifs » s'assemblent et disparaissent pour former de nouveaux composés appelés « produits ».
La fission consiste à projeter un neutron sur un atome lourd instable (uranium 235 ou plutonium 239). Ce dernier éclate alors en 2 atomes plus légers. Cela produit de l'énergie, des rayonnements radioactifs et 2 ou 3 neutrons capables à leur tour de provoquer une fission.
La conclusion est simple : si nous voulons libérer de l'énergie nucléaire, il nous faut : Soit assembler des petits noyaux pour en faire de plus gros ; c'est la fusion. Soit casser des gros noyaux pour en faire de moins gros : c'est la fission.
Si la désintégration est spontanée, on parle de radioactivité naturelle. Si elle est provoquée par une réaction nucléaire, on parle de radioactivité artificielle ou induite. Dans le globe terrestre, la radioactivité est la principale source de chaleur.
Lorsqu'un neutron vient heurter un noyau d'uranium, celui-ci se casse en libérant d'autres neutrons et de l'énergie sous forme de chaleur. Les neutrons libérés vont percuter d'autres noyaux d'uranium et ainsi de suite : la réaction s'auto-entretient, on parle alors de réaction en chaîne.
La radioactivité, une donnée naturelle
de la terre, des roches qui renferment naturellement des atomes radioactifs comme l'uranium 238, le potassium 40 ou le thorium 232. Ainsi, sous nos pieds, de nombreuses roches, comme le granite, contiennent par exemple du radium produisant un gaz radioactif naturel : le radon.
La fission induite a lieu lorsqu'un noyau lourd capture une autre particule (généralement un neutron) et que le noyau ainsi composé se désintègre alors en plusieurs fragments. 0n. X et Y étant deux noyaux moyennement lourds et généralement radioactifs : on les appelle des « produits de fission ».
Se dit du noyau d'un atome qui peut subir la fission et de l'atome lui-même ou de la matière qui contient de tels atomes.
La fusion est une réaction nucléaire pendant laquelle deux noyaux légers s'assemblent pour former un noyau plus lourd. Les protons des noyaux se repoussant mutuellement, la fusion ne peut pas être un phénomène spontané mais doit être provoquée en se plaçant à hautes températures.
Il est produit par la désintégration spontannée de certains éléments radioactifs du coeur, et si ce signal n'est pas assez important, on amorce la réaction à l'aide d'une source de neutrons plus active. Il suffit d'un rien pour casser un noyau d'uranium.
Si des réactifs ont disparu lors de la réaction, alors il s'agit d'une transformation chimique. Si des produits sont apparus lors de la réaction, alors il s'agit d'une transformation chimique. Si aucun des réactifs n'a disparu et si aucun des produits n'est apparu, alors il ne s'agit pas d'une transformation chimique.
Au cours d'une transformation chimique, les substances présentes à l'état initial, appelées « réactifs », s'associent et se transforment pour former de nouveaux composés appelés « produits ».
La radioactivité est le phénomène physique par lequel des noyaux d'atomes instables (dits radionucléides ou radioisotopes) se transforment spontanément en d'autres atomes en émettant simultanément des rayonnements, c'est-à-dire des particules de matière. On dit alors qu'ils sont radioactifs.
Le 2 décembre... Le 2 décembre 1942, Enrico Fermi, physicien Italien (1901-1954) alors émigré aux États-Unis, réalise à l'université de Chicago la première réaction en chaîne, fondée sur la fission de noyaux atomiques.
Une transformation physique est le passage d'un corps d'une forme physique à une autre, sans modification de la nature des molécules mises en jeu. Exemples : changement d'état, modification de la température du système chimique, de sa pression, de son volume …