7.3 Les reactions nucléaires La fission et la fusion sont des reactions nucléaires qui libèrent un montant énorme d’énergie Fission = division du noyau Fusion = la combinaison des noyaux Les centrales nucléaires peuvent produire beaucoup d’énergie. Ontario, Québec et le Nouveau Brunswick produisent l’énergie nucléaire. Les réacteurs réduisent les besoins en combustibles tels que le charbon et le gaz. Mais, ils produisent des déchets qu’il faut entreposer pour des milliers d’années La Bruce centrale nucléaire au bord du Lac Huron, en Ontario voir page 312 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

La fission nucléaire La fission est le moyen utilisé pour produire l’énergie qui produit l’énergie électrique que nous utilisons. La fission nucléaire est la division d’un noyau massif en deux noyaux moins massifs, en particules subatomiques et en énergie. Les gros noyaux ont tendance a être instables en raison des forces de répulsion entre leurs nombreux protons. La fission s’accompagne: D’un grand dégagement d’énergie. Des neutrons qui sont libérés. Les réactions nucléaires sont différentes des réaction chimiques. Dans les réactions chimiques, la masse est conservée et l’énergie produite ou utilisée est petite. Les noyaux des réactifs ne changent pas. Dans les reactions nucléaires, le noyau d’un atome change. Protons, neutrons, électrons, et/ou les rayons gamma peuvent être libérés. Petite variation de masse = grande variation d’énergie Albert Einstein’s famous equation E = mc2 illustrates the energy found in even small amounts of matter voir pages 313 - 314 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

Les équations nucléaires des réactions nucléaires induites Les réactions de désintégration radioactives naturelles libèrent le rayonnement alpha, bêta et gamma. Les scientifiques peuvent induire une réaction nucléaire en bombardant un noyau avec des particules alpha, bêta et gamma. Les règles pour écrire les équations nucléaires induites sont les mêmes que pour la désintégration radioactive. Les nombres de masses doivent être égaux sur chaque côté. Les charges doivent être égales. Voir pages 314 - 315 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

La fission nucléaire de l’uranium 235 Il est beaucoup plus facile de bombarder un noyau avec un neutron qu’avec un proton (+) afin de libérer de l’énergie. La plupart des centrales nucléaires et les armes nucléaires utilisent ce principe. Le noyau d’un atome d’uranium-235 stable est bombardé par un neutron afin de produire l’uranium-236 instable, qui se désintègre et libère de l’énergie. Les atomes de krypton et baryum sont produites, ainsi que 3 neutrons et beaucoup d’énergie. Les réactions nucléaires induites de l’uranium-235. Centrales nucléaires et armes. Voir pages 316 - 317 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

Les Réactions en chaîne Réaction continue – une réaction déclenche la suivante et ainsi de suite. Les neutrons libérés durant la réaction nucléaire peut déclencher d’autres réactions dans d’autres noyaux de l’uranium-235. Il faut maintenir et contrôler une réaction en chaîne. Fermi découvre que des substances absorbant les neutrons pouvaient contrôler une réaction en chaîne. Une perte de contrôle pourrait provoquer une libération de rayonnement ou une explosion. Les bombes atomiques utilisent ce principe. Réaction en chaîne. Voir page 318 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

Les réacteurs CANDU et les déchets dangereux Canada produit les réacteurs CANDU qui produisent de l’électricité. Les réacteurs CANDU se trouvent au Canada, Korè du sud, Chine, Inde, Argentine, Romania et Pakistan Le gouvernement nous disent qu’ils sont saufs et facile à fermer en cas d’urgence. La chaleur tourne les turbines. Les déchets dangereux sont un problème grave. Quelques faisceaux de combustibles peuvent être réutilisés. D’autres faisceaux doivent être isolés de l’environnement naturel. Déchets enterrés en sol ou béton. Demeurent dangereux pour des milliers d’années. Réacteur CANDU. Voir pages 319 - 320 (c) McGraw Hill Ryerson 2007

La fusion de deux atomes d’hydrogène La fusion nucléaire La fusion nucléaire = deux noyaux de faible masse se lient pour former un noyau plus massif. Au centre du soleil (sous pression et température très élevées), deux noyaux isotopes d’hydrogènes fusionnent en un seul noyau d’hélium. Hydrogène 2 + hydrogène 3 —> Hélium 4 La libération de l’énergie crée le rayonnement, lumière et chaleur du soleil. Les chercheurs ne peuvent pas recréer la fusion. (Les températures nécessaires sont trop hautes!) La fusion rapide ou « fusion-froide » serait une autre possibilité, où la température et la pression sont contrôlées. La fusion de deux atomes d’hydrogène voir pages 320 - 321 (c) McGraw Hill Ryerson 2007