Énergie de liaison

[Chmiman]

Bonsoir , l'énergie de liaison est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour qu'il se dissocie , mais l'énergie de liaison c'est une certaine valeur , et c'est bien si l'on dépasse cette valeur , même d'un chouilla, que l'on dissociera le noyau c'est bien cela ? Je veux dire l'énergie de liaison a une certaine valeur mais en pratique c'est la valeur limite c'est bien cela ? Il faudrait fournir au système au moins un nombre supérieur à cette énergie pour le dire clairement !

J'ai une autre question qui concerne la masse critique , on la décrit comme étant la masse nécessaire pour avoir une réaction en chaîne , mais pour moi par exemple si je veux une réaction c'est en chaîne j'ai juste à prendre 4 noyaux d'uranium par exemple au hasard , et je balance un neutron et il y a réaction en chaîne ! Elle est limitée certes mais la réaction est en chaîne à partir du moment où les autres noyaux d'uranium se sont fissionnés par la suite ! Donc pouvez vous m'expliquer ce que signifie clairement la masse critique , car nimportequelle masse d'uranium peut faire une réaction en chaîne du moment qu'on a plus d'un noyau !

Voila c'était les inquiétudes du soir , bonne soirée à vous !
-----

[invitecaafce96]

Salut ,
Pour la masse critique ( dans un environnement donné ) , c'est la masse pour laquelle le nombre de réactions va se mettre à croître de façon exponentielle sans aucune autre intervention extérieure .
Avant d'être critique , le milieu est simplement multiplicateur de neutrons , mais sans produire suffisamment de neutrons pour entraîner une réaction en chaîne .
Et avant cela , dans les matériaux fissiles naturels , ils se produit naturellement des fissions spontanées dont les neutrons secondaires émis , ont très très peu de chance de produire une fission secondaire ,
et même s'il s'en produit une de temps à autre , vous ne vous en apercevez pas ...Vous pouvez empiler des tonnes d'Uranium naturel , il ne se passera rien !

[Chmiman]

Donc je prends mon affirmation sur l'énergie de liaison comme juste . Quand vous dites que si on met des tonnes d'uranium naturel il ne se passe rien , je dis oui si un neutron ne vient pas percuter les noyaux ! Car jais j'ai bien compris c'estL a masse pour laquelle la réaction en chaîne devient relativement imposante , car avec une centaine de Noyaux la probabilité que les neutrons expulsés de la fission antérieure percutent les autres est grande . Donc je pense qu'il faut retenir que c'est une masse pour laquelle la réaction en chaîne s'entretient elle meme !

[invitecaafce96]

Re,
Je ne réponds pas à l'énergie de liaison .
Et je ne vais plus du tout vous répondre pour le reste puisque vous ne croyez pas aux explications données , c'est déjà la 2 ème fois que vous faites le coup ...
Vous êtes définitivement sur ma liste rouge .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chmiman]

Tiens c'est amusant votre réaction , je ne m'inscris pas sur un forum pour ne pas croire à ce que vous me dites , mais a éclaircir ce que vous dites , certains sont patients et approfondisssent ou disent ce qui ne va pas dans mon raisonnement , d'autres réagissent comme vous , et c'est vraiment dommage car la science est un domaine où tout ne tient pas sur un post . Je ne vais pas vous dire que vous avez totalement répondu à ma question si ce n'est pas le cas , si répondre aux questions est un fardeau pour vous ne le faites pas. Je ne dis pas : " Je ne vous crois pas , vous dites n'importe quoi " mais " J'essaye de dire a ma façon ce que vous expliquez avec vos propres mots. Mes questions sont du niveau première S , alors je ne pense pas que l'on en soit à croire ou non à vos réponses .

[phys4]

Bonjour,

Quand vous dites que si on met des tonnes d'uranium naturel il ne se passe rien , je dis oui si un neutron ne vient pas percuter les noyaux ! Car jais j'ai bien compris c'estL a masse pour laquelle la réaction en chaîne devient relativement imposante , car avec une centaine de Noyaux la probabilité que les neutrons expulsés de la fission antérieure percutent les autres est grande . Donc je pense qu'il faut retenir que c'est une masse pour laquelle la réaction en chaîne s'entretient elle meme !

La notion de réaction en chaine s'applique lorsque la création de neutrons s'entretient et se trouve capable de croitre, sinon il peut simplement y avoir réaction d'un neutron de temps à autre sans que cela change le taux de radioactivité de façon significative.
Pour qu'il y ait réaction en chaine, il faut deux conditions :
1- les neutrons peuvent donner lieu a beaucoup de réactions différentes, il faut donc d'abord que sur l'ensemble des réactions possibles, le taux de neutron provoquant des fissions multiplié par le nombre moyen de neutrons produits soit supérieur à 1. Sans cela le nombre de neutrons ne pourra pas croitre, même pour une énorme masse de matière. C'est pour cela que des tonnes d'uranium naturel ne risquent pas d'exploser.

2- Le trajet d'interaction des neutrons doit être suffisant pour le taux de réactions soit suffisant. Il s'agit cette fois du rapport entre neutrons réagissant et neutrons perdus à l'extérieur. Il faut réunir une masse compacte suffisante de matière. Cette matière devant évidemment répondre au premier critère.
Il faut un uranium suffisamment enrichi pour pouvoir faire une bombe. Sinon le premier critère ne sera pas satisfait.

[Chmiman]

Je comprends un peu, mais si je reprends l'exemple des tonnes d'uranium, quel facteur fait qu'il y a réaction en chaîne dans les centrales nucléaires et pas dans la nature si on en met des tonnes ? Car un neutron qui percuterais une masse gigantesque d'uranium j'ai du mal à comprendre pourquoi la réaction n'aurait pas lieu de façon autonome.

[Chmiman]

De plus, si je met rien que 20g d'uranium, vu la taille d'un noyau, cela en fait déjà plein ! Et j'ai du mal à comprendre qu'un neutron puisse éviter tous les noyaux qui l'entourent , si on parle d'une dizaine de noyaux je peux croire en la probabilité mais à partir de 100 noyaux le neutron est obligé de percuter un autre noyau, sans compter les noyaux fils émis par la désintégration !

[phys4]

Dans la nature l'uranium est un mélange avec très peu d'uranium 235 fissile.
Les autres composants sont des absorbants pour les neutrons, par conséquent le taux de reproduction des neutrons est inférieur à l'unité et la réaction en chaine ne peut être enclenchée quelle que soit la masse.

Pour les centrales nucléaires, l'uranium est d'abord purifié, puis enrichi en U₂₃₅ par séparation isotopique, ainsi le taux de reproduction des neutrons peut devenir supérieur à 1.

Cependant cet uranium enrichi ne permettrait pas de faire une bombe, car une autre condition entre en jeu :
Il s'agit de la constante de temps du cycle de réaction. Pour cela il faut tenir compte du spectre des réactions possibles, il existe des valeurs de section efficace de réactivité qui varient avec la vitesse des neutrons. Ainsi les atomes peuvent réagir aux neutrons rapides avec une certaine efficacité, et aux neutrons lents avec une autre efficacité. Les neutrons rapides sont produits instantanément par la fission des noyaux, ils réagissent sur les autres noyaux en moins d'une microseconde, les neutrons lents réagissent après de certain temps de ralentissement dans la matière. Les neutrons lents entrainent donc une constante de temps du cycle longue, de l'ordre de la seconde dans une centrale avec des éléments séparés et un fluide intermédiaire.
Le réacteur d'une centrale sera réglé pour avoir un taux de reproduction des neutrons aussi proche de 1 que possible, ce taux ne peut être constant car le réacteur finirait par s'emballer ou s’arrêter. Il faut un asservissement qui maintienne continuellement ce taux au voisinage de 1. Un réacteur nucléaire est un moteur instable par construction.
Dans un bombe, un cycle long empêcherait la bombe de fonctionner car les composants s'écarterait avec qu'une part importante du combustible ait réagi. Il faut donc que la réaction des neutrons rapides suffisent à avoir un taux nettement supérieur à 1. Donc pour faire une bombe il faut un enrichissement de l'uranium plus important, ou du plutonium pur.
Dans une centrale, au contraire, il faut que seulement le taux de reproduction total soit plus grand que 1, car les neutrons lents permettent de contrôler la réaction. Si le taux de production des neutrons rapides seul était suffisant, la réaction serait incontrôlable.

Au revoir.

[Chmiman]

Merci beaucoup ! Donc une bombe est plus enrichie en U235 et la réaction n'étant pas contrôlée , la chaleur extrême fait exploser ! Mais ducou une bombe atomique a par défnition + de 15kg d'uranium (masse critique) ?

[phys4]

Je ne connais exactement pas la masse critique de l'uranium 235 presque pur, mais c'est l'ordre de grandeur, en effet.