Fission nucléaire

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Est il possible théoriquement de faire de la fission nucléaire avec des atomes légers (en tt cas plus léger que l'uranium, plutonium, ...)
Et je ne pense vraiment pas mais question inverse pour la fusion, est ce que c'est possible theoriquement de le faire avec des atomes plus lourds que l'H ?
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[Deedee81]

Salut,

Est il possible théoriquement de faire de la fission nucléaire avec des atomes légers (en tt cas plus léger que l'uranium, plutonium, ...)

Non. Il faut que l'isotope soit fissile. Et les seules noyaux fissiles sont lourds.

Plus les atomes sont lourds et plus la répulsion entre protons est forte et plus il faut de neutrons pour contrer ça (il est facile de voir sur les isotopes stables que les éléments les plus lourds dans le tableau périodique sont plus riches en neutrons).
Mais les neutrons étant instables, lorsqu'il y en a trop.... tout noyau finit par devenir instable (toues les transuraniens sont radioactifs). Et si le noyau est énorme il se casse plus facilement en deux (il peut aussi simplement émettre des particules alpha, c'est le plus fréquent dans ce domaine. Mais s'il absorbe un neutron, c'est too much, et l'absorption a mis le noyau dans état excité : il est déformé et vibre et crac badaboum ).

Bon, c'est "avec les mains" comme explication. Les noyaux sont des objets extrêmements complexes (d'ailleurs difficiles à modéliser https://fr.wikipedia.org/wiki/Structure_nucl%C3%A9aire L'encyclopedia universalis a des articles forts complets mais c'est payant). Par exemple mon explication n'explique pas pourquoi l'U235 est fissile et pas le U238 (qui se transforme plutôt, en absorbant un neutron, en Pu239 par émission bêta, qui lui est fissile)

pour les noyaux légers rien de tout ça. Si le noyau (disons un H pour le plus léger) absorbe des neutrons il devient de plus en plus riche en neutrons, devient radioactif (émissions bêta typiquement dans ce domaine, ou rejet d'un neutron). Et c'est tout.
(lé H devient du deutérium stable puis du tritium radioactif et avec trois neutrons ce n'est pas un état lié et le neutron en trop ne fait que "passer")

Et je ne pense vraiment pas mais question inverse pour la fusion, est ce que c'est possible theoriquement de le faire avec des atomes plus lourds que l'H ?

Oh que oui. D'ailleurs dans les réacteurs du type JET ou ITER c'est de la fusion D et T (deutérium tritium) car c'est la plus facile.
Mais voir pour les étoiles par exemple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Nucléosynthèse_stellaire

La fusion est commune (enfin, dans des conditions "hards"). Toutefois au-delà du Fe56 la fusion.... consomme de l'énergie !!!! Elle est moins commune, elle ne se rencontre que le coeur des supernovae ou l'explosion de l'étoile est si violente que le coeur de fer est archi-comprimé et fusionne (libérant une quantité phénoménale de neutrinos qui ammplifie l'explosion) jusqu'à l'uranium et au-delà. La partie la plus externe du noyau est éjectée et libérée (c'est de là que viennent les éléments les plus lourds sur terre). et l'essentiel du noyau devient une étoile à neutrons ou... un trou noir.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Supernova

C'est aussi en fusionnant des ions lourds qu'on fabrique les éléments les plus lourds du tableau périodique (et jamais observé dans l'univers, mais ils doivent exister une fraction de seconde dans les supernovae).
(je viens de trouver ce bel article : https://www.persee.fr/doc/barb_0001-...num_11_1_28096 )
ces noyaux super lourds ne vivent que quelques millisecondes mais on approche des "nombres magiques" et on voit leur durée de vie augmenter (proche de la seconde). Mais on n'en trouvera pas de stable (vieux fantasme ça , je crois que ça même été assimilé à l'orichalque des atlantes, l'immagination humaine est sans limite )

[maxwellien]

Bonjour,

L'interaction forte qui est responsable de la cohesion entre nucleon agit qu'à très courte distances.
Plus le noyau est gros plus linteraction forte perd de sa force pour maintenir le noyau uni et plus l'interaction electrique entre les protons (donc force repulsive) peux prendre le dessus et faire scinder le noyau en plusieurs noyaux fils. (Ceci arrive quand par exemple quand un neutron d'une énergie acceptable viens heurter un noyaux)

[XK150]

Cela reste un modèle assez basique mais ce n'est pas l'objet principal de ma remarque :

Contrairement à une idée très répandue ( car enseignée en terminale ) , la fission induite par neutron N'EST PAS une réaction à seuil .
Le neutron incident ne nécessite pas d'apporter de l'énergie avec lui .
Au contraire , plus il est lent et plus la réaction est probable , c'est le rôle fondamental du modérateur que de ralentir les neutrons dans les réacteurs à neutrons thermiques .
Sans modérateur-ralentisseur , ce type de réacteur ne peut pas fonctionner .

La fission commence par la capture d'un neutron : la réaction de capture est d'autant plus probable que le neutron est lent ( probabilité en 1/v ) .
On l'explique ( vision simpliste encore ! ) en disant que plus le neutron passe de temps au voisinage du noyau fissile , plus il a de chances de se faire capturer .

La fission commence donc par une réaction de capture du neutron environnant , mais la vraie fission commence au noyau composé , par exemple 236U pour l'uranium 235 .

Et donc , en fait , c'est 236U qui est fissile et non pas 235U !!!

[A voir en vidéo sur Futura]