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Fission



  1. #1
    Hervhélium

    Fission


    ------

    Bonjour , je voulais savoir si tous les matériaux dans de certaines conditions , peuvent être fissiles ? Quelles sont les conditions pour qu'un noyaux fissile ? Comme le plomb provient de la désintégration de l'uranium , ne peut-il pas lui aussi être fissile ?

    Merci d'avance

    Hervé

    -----

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  3. #2
    curieuxdenature

    Re : Fission

    Bonsoir,

    en gros, la fission et la fusion dépendent de la taille du noyau atomique.

    Pour des raisons de stabilité nucléaire, il apparait que la fusion concerne plutot les éléments inférieurs à l'atome de fer alors que la fission est privilégiée pour les atomes plus lourds car en principe d'énergie de liaison interne plus faible.

    En théorie, donc, on ne parlera pas de fission pour les éléments qui vont de l'Hydrogène au Fer. (En pratique, il y en a peut-être, mais je n'en connais aucun, peut-être des noyaux exotiques, mais qui sont introuvables naturellement.)

    De plus, la fission est de plus en plus "facile" pour les éléments qui sont de plus en plus lourds, avec un avantage pour les configurations nucléaires de nombre impair et aussi pour les noyaux dont le nombre de neutrons excède de beaucoup le nombre de protons.

    La fission peut être naturelle ou provoquée.
    Par exemple, le Thorium 232 est l'élément naturel le plus "léger" à pouvoir fissionner spontanément.

    Le Plomb 204 isotope naturel de demi-période de 1.4 1017 années est déjà trop léger et donc trop peu instable.

    Cela dit, en prenant acte que la radioactivité naturelle n'est pas considérée comme une fission. Par exemple, le Rhenium 187 est un isotope naturel qui a une demi-vie de plus de 43 milliards d'années avec une radiaoactivité Béta et Alpha, ce n'est pas une fission.
    Dans une fission, les atomes se scindent en parties plus ou moins semblables, donc bien plus gros que les particules Alpha.

    http://chimge.unil.ch/Fr/nuc/ressour...2012-court.pdf

  4. #3
    Loutchos

    Re : Fission

    En théorie, si on met le paquet, tous les matériaux sont fissiles...
    Mais en pratique la fission est plus facile pour les atomes dits "fissiles"

    Blague à part, la fission nucléaire c'est casser un atome en 2 ou plusieurs atomes + petits. On peut "casser" l'atome de plomb à condition de lui fournir l'énergie nécessaire.
    Alors que des élément + instables se "casse" spontanément...

  5. #4
    GillesH38a

    Re : Fission

    Pour qu'un noyau soit intéressant pour la fission ,il ne suffit pas qu'il se casse en libérant de l'énergie. Il faut aussi qu'il libère en ce faisant des neutrons qui peuvent également casser d'autres noyaux, entraînant une réaction en chaîne. C'est la combinaison "emission de neutrons + sensibilité à la cassure par les neutrons" qui est assez rare...Par exemple l'U 238 emet bien des neutrons en se cassant mais apres il se contente de les absorber pour donner du Pu239. En revanche le Pu est lui fissile, il sera facilement cassé, mais il faut l'extraire pour recharger une centrale (c'est le principe de la surgénération).

  6. #5
    Hervhélium

    Re : Fission

    Merci pour vos réponses. Je voulais encore savoir comment sont générés les premiers neutrons qui démarre la fission dans les réacteurs nucléaires ?

    Merci d'avance
    Hervé

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Garion

    Re : Fission

    Par la fission spontanée des atomes (la radioactivité naturelle).

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  10. #7
    DanielH

    Re : Fission

    Hervhélium:
    Je voulais encore savoir comment sont générés les premiers neutrons qui démarre la fission dans les réacteurs nucléaires ?
    [/QUOTE]Garion:
    Par la fission spontanée des atomes (la radioactivité naturelle).[QUOTE]

    Oui sauf que dans la pratique c'est pas terrible si on attend la fission spontanée d'un noyau du combustible. Dans les réacteurs on préfère mettre une source de neutrons spécifique comme le 252Cf. Les neutrons proviennent bien de fissions spontanées mais les flux sont bien plus important.

  11. #8
    mach3

    Re : Fission

    bonsoir

    petite question supplémentaire, le californium 252 (252Cf) n'est pas naturel me semble-t-il (l'uranium 238 étant le plus gros noyau naturel connu, j'entends par naturel le fait qu'on le trouve dans la nature évidemment). Comment le fabrique-t-on??

    merci

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  12. #9
    DanielH

    Re : Fission

    Par capture neutronique on peut obtenir des noyaux de plus en plus lourds (il y a une limite bien sûre). Le 252Cf est produit dans les réacteurs nucléaire en petite quantité mais c'est suffisant pour en faire des sources très actives.

  13. #10
    mach3

    Re : Fission

    merci
    Never feed the troll after midnight!

  14. #11
    Hervhélium

    Re : Fission

    Est-ce que ça serait possible d'accélérer des neutrons ?Pour faire par exemple des fissions sur des matériaux qui ne sont pas fissiles , mais graçe peut-être à la puissance des neutrons puissent quand-même fissionner ??

    Merci d'avance
    Hervé

  15. #12
    curieuxdenature

    Re : Fission

    Bonjour Hervhelium,

    dans les accelerateurs, on le fait indirectement en 'trainant' ceux qui sont liés à l'atome ionisé.
    Mais individuellement, c'est la force potentielle de la source de neutrons qui determine leur vitesse, ensuite elle ne peut que décroitre par chocs successifs avec des obstacles qui ne les absorbent pas.

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  17. #13
    invité576543
    Invité

    Re : Fission

    Bonjour,

    Pour revenir au sujet du fil, quelle est la liste des nucléides fissibles comme le présente Gilles, à savoir qui génèrent des neutrons et qui sont sensibles aux neutrons. J'ai trouvé 233U, 235U et 239Pu. Est-ce tout? (Mes excuses si la réponse est quelque part sur le forum!)

    Cordialement,

  18. #14
    Odie

    Re : Fission

    Bonjour,

    On peut citer aussi :
    231Pa, 237Np, 241Am, 243Am, 249Cf, 251Cf

  19. #15
    Hervhélium

    Re : Fission

    Salut , je voudrais savoir quel est l'atome le plus lourd ? et ses propriétés (fissile?,nombres de protons et de neutrons?)
    Merci d'avance
    Hervé

  20. #16
    roll

    Re : Fission

    Citation Envoyé par Hervhélium
    Salut , je voudrais savoir quel est l'atome le plus lourd ? et ses propriétés (fissile?,nombres de protons et de neutrons?)
    Merci d'avance
    Hervé
    Des atomes on en fabrique tout le temps des plus lourds qu'avant. Je ne sais pas quel est l'atome le plus lourd jamais fait (les atomes en fait car ils ne sont pas fait isoléments) mais il est probable qu' à l'avenir cette limite soit reppoussée...

  21. #17
    Hervhélium

    Re : Fission

    Merci pour ta réponse Roll , et je voulais aussi savoir , si c'est possible de recréer de l'uranium à partir du plomb par capture neutronique ?
    Merci d'avance
    Hervé

  22. #18
    DanielH

    Re : Fission

    Que de questions Hervhélium !!!

    Pour les noyaux fissiles:
    Tous les noyaux sont peut ou prou fissile, il suffit de leur injecter suffisemment d'énergie, mais si tu veux savoir quels sont les noyaux fissiles dans un réacteur nucléaire alors seulement le thorium et les plus lourds sont considérés comme fissiles.

    Il y a 2 type de noyaux fissiles: ceux qui fissionnent avec un seuil et ceux qui fissionnent sans seuil. Je m'explique: certain noyaux fissionnent dès qu'ils absorbent un neutron quelque soit l'énergie de ce neutrons, même très faible. On dit qu'ils n'ont pas de seuil de fission. Ce sont tous les noyaux plus louds que le thorium et dont le nombre de neutrons est impaire. Les autres ont un seuil de fission, c'est-à-dire qu'il faut que le neutron ait au moin une certaine énergie pour qu'ils fissionnent (quelques centaines de KeV à quelques MeV si tu connais cette unité d'énergie).
    Il y a tout fois au moins une exeption avec le plutonium 238 qui à un nombre paire de neutrons et devrait donc avoir un seuil de fission mais en fait il n'en a pas. De ce fait il joue un rôle tout particulier dans les incinérateurs de trans-plutoniens (américium et curium essentiellement)

    Petite précision, même les fissiles sans seuil ne fissionnent pas systèmatiquement lorsqu'ils capture un neutron, ils ont une probabilité de fissionner seulement.


    Concernant le noyau le plus lourd connue, il me semble qu'il a une charge 116, pour la masse atomique je ne sais pas. Il faut chercher "noyaux super lourds"


    Faire de l'uranium avec du plomb est effectivement possible, la preuve, l'uranium existe et il a été produit par capture sucéssif de neutrons à partir du fer !!!

    Concrètement c'est très difficile parce qu'il passer par des noyaux de très courte durée de vie et donc arriver à leur faire capturer un neutron avant qu'ils ne se soient désintégrés. Dans l'explosion d'une super nova les flux de neutrons sont considérable et alors c'est possible, dans un réacteur nucléaire on a des flux de neutrons bien trop faible.

    Bon, j'espère que ça répond à tes interrogations....

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  24. #19
    Hervhélium

    Re : Fission

    Oui je sais je pose beau de question mais j'aime bien connaître les réponses aux questions que je me pose , et encore merci à toi DanielH. A propos des KeV et MeV , je suis pas sûr mais ce sont des électronvolts , c'est ça ??

    Hervé

  25. #20
    Hervhélium

    Re : Fission

    J'ai encore une question , enfin qu'on me confirme quelque chose à propos de ma question sur la transformation du plomb en uranium , DanielH , tu m'as dit que les flux de neutrons ont très peu de probabilité d'être absorbés par du plomb à part dans les super nova , mais c'est vrai même si l'on mettrait du plomb directement contre une source de neutrons ? Est-ce qu'il y a des métaux émetteurs de neutrons ou bien les neutrons peuvent seulement être obtenus lors de fission dans des réacteurs nucléaires ?

    Merci d'avance
    Hervé

  26. #21
    DanielH

    Re : Fission

    Hervhélium:
    A propos des KeV et MeV , je suis pas sûr mais ce sont des électronvolts , c'est ça ??
    Oui, c'est ça. KeV c'est 100 électronvolts et MeV 1 million d'électronvolts.

    Est-ce qu'il y a des métaux émetteurs de neutrons ou bien les neutrons peuvent seulement être obtenus lors de fission dans des réacteurs nucléaires ?
    Il y a plusieurs façon d'obtenir des neutrons, mais les flux les plus important sont obtenus dans des réacteurs nucléaires où on peut compter 10^14 à 10^15 neutrons par cm2 et par secondes. Lors de l'explosion d'une bombe atomique on obtient des flux 1000 à 10000 fois plus important mais pendant des temps beaucoup plus court. Dans les super nova les flux sont encore plus important mais je ne sais pas combien (notes au passage que dans ce cas il n'y a pas de fission mais des réactions du fusion qui émettent les neutrons).

  27. #22
    Hervhélium

    Re : Fission

    J'ai lu que dans certain détecteurs de fumée il y a de l'américium 251 , il me semble que c'est fissile , ça n'est pas dangereux pour la santé des utilisateurs ? Quelqu'un saurait-il quel est le rayonnement qu'émet cette matière (si l'en émet un biensûr)

    Hervé

  28. #23
    Hervhélium

    Re : Fission

    Bonjour , je voudrais savoir qu'elle est la température des réactions de fission dans un réacteur nucléaire , je connais la température de fission dans les bombes ( 1 000 000 °C) mais pour les réacteur je sèche , j'imagine que ça ne doit pas atteindre des températures faramineuses puisque des tuyaux passent à l'intérieur , donc si quelqu'un sait j'aimerais bien qui me face dont de sa connaissance

    Hervé

  29. #24
    DanielH

    Re : Fission

    Hervhélium:
    Bonjour , je voudrais savoir qu'elle est la température des réactions de fission dans un réacteur nucléaire
    Telle qu'est posée ta question, j'ai l'impression que tu veux savoir la température du noyau qui fission. Je ne pense pas que ce soit le cas. Je pense que tu veux plutôt savoir quelle est la température des matériaux dans le réacteur. Je n'ai pas les infos précises sous la main mais en gros c'est a peu prés pour un REP:

    Pour le combustible 1000 °C au centre du crayon, un peu moins au contact de la gaine qui est au environ de 700 °C. Le fluide caloporteur qui est de l'eau à 150 bar est à 300 °C.

    Actuellement on cherche à faire fonctionner les réacteurs à plus haute température. On vise 1000 °C pour le caloporteur qui serait de l'helium et donc beaucoup plus au centre du combustible (1300 °C voir plus).

    On envisage aussi des réacteurs à combustible liquide. Dans ce cas le caloporteur et le combustible sont la même chose et du coup il n'y a plus cette différence de température. On envisage des réacteurs fonctionnant à 600 °C, mais il pourrait être possible d'aller jusqu'à 1000 °C.


    Concernant ta question sur l'américium 241 (et non 251), tu peux aller lire ça:
    http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/scphy...radioVie.shtml

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  31. #25
    Hervhélium

    Re : Fission

    Merci DanielH pour ta réponse , je voulais savoir (on reviten toujours à la même question ) si l'américium est fissile , et si oui fissione-t-il aussi facilement que l'uranium dans les réacteurs ou le plutonium ??

    Merci d'avance
    Hervé

  32. #26
    ketchupi

    Re : Fission

    Théoriquement, il est possible d'obtenir n'importe quel matériau à partir de n'importe quel matériau avec des réactions de fission. J'ai connu un professeur de physique qui disait que l'alchémie des métaux en or, qui était à l'origine une hypothèse farfelue il y a quelques siècles, sera maintenant un moyen d'obtenir de l'or (bon vu le prix, c'est pas demain la veille). Tout ça pour dire que les réactions de fission permettent d'obtenir des produits très variés.
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

  33. #27
    DanielH

    Re : Fission

    Hervhélium:
    je voulais savoir (on reviten toujours à la même question ) si l'américium est fissile , et si oui fissione-t-il aussi facilement que l'uranium dans les réacteurs ou le plutonium ??
    Si tu relis ce que j'ai écrit il n'y a pas si longtemps tu pourrais répondre toi même !!!
    Bon, l'américium à une charge 95 donc les masse impaire ont un nombre paire de neutrons et donc ont un seuil de fission. Les masses paires ont un nombre de neutrons impaire et sont donc fissiles. Le raisonnement vaut aussi pour l'uranium et le plutonium qui ont une charge paire (92 et 94) et donc leurs isotopes de masse impaire sont fissiles (233U, 235U, 239Pu, 241Pu, ...) les autres ayant un seuil de fission (238U, 240Pu, ...) sauf pour l'exeption 238Pu qui n'a pas de seuil...

    ketchupi:
    Tout ça pour dire que les réactions de fission permettent d'obtenir des produits très variés.
    Oui, enfin pas tous. Les produits de fission vont de la charge 30 à la charge 70 et donc l'or (charge 79) n'est pas dedans. On peut obtenir de l'or par des réactions de spallation (neutrons très énergétiques envoyés sur un noyau) sur du plomb par exemple.

  34. #28
    Hervhélium

    Re : Fission

    Ok merci DanielH , et est-ce que quelqu'un saurait quel est le seuil de fission de l'américium 241 ??

    Merci d'avance

  35. #29
    Hervhélium

    Re : Fission

    J'ai trouvé la réponse à une question que j'avais posé dans ce sujet , en fait le matériau qui a les noyaux les plus lourds est l'ununoctium ( nom bizarre ) avec une masse atomique de 293u . Je ne connais pas la durée de vie mais elle ne doit pas être longue , et c'est un gaz rare à température ambiante. Il a le numéro 118.

    Hervé

  36. #30
    DanielH

    Re : Fission

    Bon, après verification, le 241Am fission tout de même à basse énergie mais avec une faible probabilité. Son seuil de fission est au alentour de 700 KeV où brutalement sa probabilité de fission (section efficace) augmente de 2 ordres de grandeur (un facteur 100)

    Pour le noyau 118 j'ai effectivement dans les tables le 294 (avec un point d'interrogation) de periode de l'ordre de 2 ms.

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