fission et fusion nucléaire

[ZuIIchI]

bonjour, suite à un article paru dans la revue S&V sur la fusion nucléaire je me pose quelques questions :

comment 2 atomes "légers" peuvent être plus stables en formant un seul atome "lourd" ?

en chimie je comprend que 2 atomes cherchent à satisfaire la loi de l'octet et donc se lient comme par exemple 2 H et 1 O forment 1 H₂O et H₂O est stable.

alors pourquoi fusionner par exempel 2 H₂O produirait de l'énergie ? il faudrait déjà forcer les 2 molécules à s'assembler et ce serait déjà une perte d'énergie ! (compensée par autre chose ?)

peut-être que je ne saisie pas bien le concept ...
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[marsan09]

bonjour,
il ne s'agit pas d'assembler des molécules comme en chimie, on conserve alors dans tous les cas le même nombre d'atomes.
La fusion consiste à regrouper 2 noyaux d'atomes pour obtenir un atome plus gros. Il se trouve que la masse du noyau formé est plus petite que celle des deux noyaux initiaux, cette perte de masse est transformée en énergie.

[Gilgamesh]

repost :

Tous les noyaux sont formé d'élements, neutrons et protons, plus ou moins fortement liés.

Un noyau mieux lié, c'est un noyau qui a moins d'énergie qu'avant. Quand un noyau faiblement lié se transforme pour former un ou plusieurs noyaux plus fortement liés, il y a émission de l'énergie correspondant à cet écart. De même si on prend deux masses superposées qui compriment un ressort, elles contiennent l'énergie correspondant à la compression du ressort. Si je libère le ressort, les deux masses vont être désormais mieux liées car la force du ressort avait tendance à les écarter, et elles ont pour cette raison perdu de l'énergie : le ressort a fait "dzoing !" et a libéré son énergie dans l'atmosphère.

La carte des énergies de liaison en fonction du nombre de nucléons, ou courbe d'Aston, est comme ça :



Comme tu peux le voir, c'est une pente d'abord très raide par la gauche, qui tend vers une vallée assez plate et qui remonte ensuite doucement vers la droite.

La forte pente à gauche, c'est la pente de la fusion. Deux noyaux légers formant un noyau plus lourds font progresser vers la droite, vers la "vallée des 60" où l'énergie de liaison est minimale. Et le plus gros de l'énergie de liaison est libérée quand on passe de l'hydrogène/deutérium à l'hélium-4. Comme la pente est raide et vient de haut, le dégagement d'énergie est maximal.

Et à droite, c'est la pente de la fission : chaque noyau individuel, si on le fractionne, donne plusieurs fragments plus stables, plus proches des 60 en moyenne. L'énergie dégagée est moins grande, mais cette voie est plus facile d'accès au plan technologique car la fusion nécessite de lutter contre la répulsion électrique des noyaux, tous chargés positivement. On peut donc fissionner à froid et à des densités modérées, tandis que la fusion demande l'atteinte de très haute température.

a+

[ZuIIchI]

merci pour vos réponses, étant chimiste de formation j'avais completement zappé la remarque :

Un noyau mieux lié, c'est un noyau qui a moins d'énergie qu'avant

et merci pour le complément Gilgamesh.

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Bonjour ZuIIchI

et à l'intérieur du noyau il y a aussi des règles d'assemblages similaires(mais pas identiques) à celle de l'octet pour la chimie, voir le modèle en couches du noyau.
Il y a aussi que des interdictions d'assemblages ce qui forme une spécialité aussi casse-tête que la chimie.