La fusion nucléaire Par Olivier Lauzon

C’est quoi ? 1 noyau léger + 1 noyau léger = 1 noyau lourd La fusion nucléaire est plus difficile à réaliser que la fission. Pour la fusion, il faut rapprocher des atomes si près l'un de l'autre qu'ils vont se coller. Pour cela, il est nécessaire de porter la matière à une très haute température (environ 100 millions de degrés), sous une très forte pression. L'énergie libérée par ce phénomène est 10 fois supérieure à celle libérée lors de la fission.

C’est quoi? La fusion la plus facile à achever est celle de deutérium et de tritium (deux isotopes d’hydrogène) qui forment une particule alpha (4He) et un neutron.

Résultat La fusion nucléaire ne produit pas de déchets radioactifs puisque les produits de fusion sont stables. En plus du neutron et de la particule alpha 17,6 “million électron volts” (MeV) d’énergie cinétique causé par la perte de masse

Pourquoi c’est facile ? D-T est facile parce que: Les neutrons supplémentaires sur les isotopes d’hydrogène les rendent plus grands et augmentent la possibilité d’une réaction de fusion. Ils ont tous les deux la charge positive la plus petite puisque l’hydrogène n’a seulement qu’un proton, ce qui facilite la fusion des deux nucléoles en surmontant leur répulsion.

Exemples L'énergie des étoiles provient de cycles de réactions de fusion nucléaire. La fusion est aussi exploitée dans la bombe thermonucléaire (bombe H) pour laquelle les bombes A servent d'allumettes car leur explosion permet d'atteindre les températures nécessaires au déclenchement de la fusion.

Une réaction plus intéressante D + 3He = 4He + Proton Réaction aneutronique Aneutronique = pas des neutron mais proton Neutron = déchets nucléaires néfastes Proton = pas de déchets nucléaires néfastes Donc proton = ☺ neutron =  Cette réaction prend plus d’énergie pour s’accomplir que la D-T.

La chaine proton-proton Début: 4 noyaux d’hydrogène 4 étapes: 2 hydrogènes s’assemblent pour former un deutérium, un positron et un neutrino. Un hydrogène s’ajoute au deutérium pour former un hélium 3 et un rayon gamma. 2 noyaux d’hélium 3 s’assemblent pour faire un noyau d’hélium 4, 2 noyaux d’hydrogène et un rayon gamma. 2 paires positron-électron s’annihilent et produisent chacune 2 photons gamma.

Réacteur ITER Tokamak ITER = manipuler le plasma à l’aide des champs magnétiques « Chambre torique de confinement magnétique destinée à contrôler un plasma » (Wiki) Chambre torique = anneau Confinement magnétique = garde les charges positives et négatives sur le même chemin Plasma = substance constituée des éléments en fusion

HiPER HiPER = High Power Laser Energy Research But = produire une fusion inertielle Utiliser des lasers pour créer une implosion au niveau d’une bille contenant du deutérium et du tritium Désavantage = la réaction ne dure pas aussi longtemps qu’avec ITER

Vidéo

Médecine nucléaire L’absorption de neutrons : En absorbant un neutron, le cobalt 59 devient cobalt 60. Le cobalt 60 a une demi-vie de 5,27 ans. La radiothérapie se fait à partir des rayonnements gamma. Le cobalt fait une désintégration bêta et deux désintégrations gamma. Pour conclure, le cobalt 59 fait une absorption de neutron pour devenir cobalt 60 et être utilisé pour la radiothérapie.

Médecine nucléaire La radiothérapie métabolique: Administration d'un produit radioactif dont le parcours dans la matière est suffisamment faible pour déposer son énergie directement au contact du tissu cible et le détruire. Exemple : la radiothérapie des cancers thyroïdiens par iode 131.

Médecine nucléaire La radio-immunologie est une technique de médecine nucléaire in vitro qui utilise des composés radioactifs associés à des antigènes. Elle sert à doser de manière très précise des substances biologiques telles que les anticorps, les hormones, les enzymes ou les stéroïdes. Il y a beaucoup plus d’utilisations de la technologie nucléaire en médecine.

Question Berry Nommez deux réactions présentées puis donnez les différences et ressemblances entre les deux. Si vous aviez le choix de vous servir d’une des deux réactions pour supporter la demande d’énergie du monde, laquelle choisiriez-vous?