L'idée générale est que le noyau des atomes, constitués de 2 particules (les protons et les neutrons) contient une énergie formidable, liée aux interactions entre ces particules. Casser un gros noyau (c'est la fission) produit beaucoup d'énergie. Mais faire fusionner des petits noyaux en un plus gros (c'est la fusion), libère encore plus d'énergie.
La fusion qu'exploite les bombes H et les chercheurs correspond à la synthèse d'hélium et (noyaux contenant 2 protons (p+) et 2 neutrons(n)) et de neutron, à partir de deutérium (1 p+ et 1 n) et tritium (1p+ et 2n).
La fusion est le procédé responsable de la synthèse de tous les éléments chimiques depuis les plus léger, (hélium, lithium) jusqu'aux plus lourds (Uranium : 96 p+, et 142 n), dans les premiers instants de l'univers, aux coeurs des étoiles, et lorsqu'elles finissent par exploser. C'est encore elle qui est responsable de l'énergie des étoiles.
Dompter la fusion nucléaire, c'est la promesse d'une énergie formidable, avec peu ou pas de déchets polluants (l'hélium est un gaz parfaitement inoffensif), à partir d'une matière première quasi-inépuisable (le deutérium est issu de l'eau de mer, le tritium est synthétisé à partir du lithium, lui même en très grande quantité sur la terre). "top coooool" !! oui, mais...
Il faut la dompter, la fusion. Et ça, c'est pas simple. Les conditions nécessaires à la fusion nucléaire sont impressionnantes : environ 100 millions de degrés, 1020 à 1030 particules/m-3 . Bref, des conditions inexistantes sur terre.
Comment faire ? La suite, dans un prochain message...
Bonjour,
RépondreSupprimerJe me permets de rectifier quelques petites choses : le mécanisme de fusion thermonucléaire ne permet de fabriquer les éléments que jusqu'au fer, qui se trouve être le noyau le plus stable de la nature. Pour ce qui est de la fusion, il s'agit de faire se « coller » deux petits noyaux pour en former un plus gros (mais moins gros que le fer), ce qui permet de récupérer une partie de l'énergie de liaison, qui est globalement moins importante pour un gros noyau que pour pour deux petits.
La fission (celle des bombes atomiques et des réacteurs nucléaires), quant à elle, revient à casser des gros noyaux (plus lourds que le fer) dont l'énergie de liaison est plus grande que celle de tous les petits noyaux résultants. Là encore on récupère le déficit d'énergie de liaison.
Donc l'univers primordial, lors du Big Bang, a formé certains éléments légers (He, Li, Be) par fusion, les étoiles tous les autres jusqu'au fer, par fusion dans leur coeur. Les éléments plus lourds que le fer sont formés lors des explosions d'étoiles, par « spallation », ce sont des réactions nucléaires qui permettent d'enrichir progressivement un noyau en neutrons et/ou protons.
Guillaume
Merci pour ces précisions, en particulier concernant la "spallation". Je suis loin d'être un spécialiste de physique nucléaire, et si j'avais bien lu l'existence de 3 mécanismes de nucléosynthèse, je ne m'étais pas arrêté longtemps sur la synthèse des éléments plus lourd que le fer...
RépondreSupprimerConcernant la fusion nucléaire, deux voies sont à l'étude : la fusion par confinement inertielle (laser mégajoule) et la fusion par confinement magnétique (dans ce que l'on appelle un tokamak, comme c'est le cas du projet ITER qui s'implante dans le sud de la france, à proximité de Marseille). Le but est d'éloigner les particules chargées des parois. Certains problèmes actuels (étudiés dans des tokamaks de plus petite "taille", tel le tokamak JET, DIII-D, Tore Supra,JT60,...)comme l'interaction "plasma-paroi" semble pour l'instant trés problématique, mais pas en passe d'être résolu un jour ...
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