Appareil de la science : Que se passe-t-il quand on divise un atome ?

Chaque atome a un noyau en son centre. Le noyau est composé de deux éléments, les neutrons et les protons. Les neutrons n’ont pas de charge et les protons ont des charges positives. Ensemble, les neutrons et les protons sont appelés nucléons. Ce sont les parties principales sur lesquelles nous nous concentrons lorsque nous parlons de la division des atomes, mais les atomes ont aussi des électrons. Les électrons ont des charges négatives et ils ne se trouvent pas à l’intérieur du noyau, ils tournent autour de celui-ci.

Que se passe-t-il quand on fend un atome ?

Il y a une certaine quantité d’énergie impliquée pour garder tous les nucléons ensemble dans le noyau. C’est ce qu’on appelle l’énergie de liaison. Si on exerce la bonne contrainte sur le noyau, l’énergie de liaison n’est pas assez grande pour maintenir tout ensemble et le noyau se fend.

Pour fendre un atome, un neutron, se déplaçant à la bonne vitesse, est tiré sur le noyau. Dans les bonnes conditions, le noyau se divise en deux morceaux et de l’énergie est libérée. Ce processus est appelé fission nucléaire.

L’énergie libérée lors de la scission d’un seul atome est minuscule. Cependant, lorsque le noyau est fendu dans les bonnes conditions, quelques neutrons parasites sont également libérés et ceux-ci peuvent alors continuer à fendre d’autres atomes, libérant plus d’énergie et plus de neutrons, provoquant une réaction en chaîne.

Cette réaction en chaîne multiplie très rapidement la quantité d’atomes fendus et la quantité d’énergie libérée. Dans les bonnes conditions, une grande quantité d’énergie peut être libérée en une fraction de seconde, résultant en une explosion nucléaire.

Chaque atome peut-il être scindé de cette façon ?

En théorie, chaque atome peut être scindé de cette façon, mais en réalité la taille compte. Plus le noyau est petit, plus il faut d’énergie pour scinder l’atome. Les atomes dont le noyau est plus gros peuvent être plus facilement scindés

de cette façon.

Le fer est un élément très stable. Les atomes dont les noyaux sont plus gros que ceux du fer sont généralement considérés comme assez gros pour être fissionnés de cette façon. En réalité, seuls quelques éléments sont utilisés, l’uranium est le plus communément utilisé dans les réacteurs nucléaires.

Fractionnement en deux

Lorsque l’atome est fractionné, il ne se divise pas en deux moitiés exactes ; l’uranium, par exemple, possède 92 protons dans son noyau. Un atome d’uranium se divise généralement en un atome de krypton (36 protons) et un atome de baryum (56 protons). C’est ce qu’on appelle la fission binaire. En de rares occasions, les atomes peuvent être scindés en trois, on parle alors de fission ternaire.

Qu’en est-il de la fission d’un atome dans l’espace ?

La NASA a déjà créé un réacteur nucléaire qui peut fonctionner dans l’espace. Ce petit réacteur compact serait capable de créer suffisamment d’énergie (10 kilowatts d’électricité) pour alimenter plusieurs foyers moyens en continu pendant 10 ans.

Bien qu’il n’ait pas encore été testé dans l’espace, ce type de système d’alimentation a été développé pour nous permettre de voyager plus loin dans l’espace, bien au-delà de nos explorations actuelles vers la Lune.

La NASA a déjà créé un réacteur nucléaire qui peut fonctionner dans l’espace.