TPE [question précise] : pourquoi les neutrons chauffent-ils la molécule de flotte ?

[invite668f5146]

Salut à vous, humains (enfin euh... ).

Je réalise actuellement un TPE sur la bombe à neutrons, et après avoir découvert dans divers documents les effets de cette arme ravageuse, j'ai remarqué qu'un point restait dans le flou.

On apprend en effet (et également sur ce forum) que les neutrons libérés lors de l'explosion traverseraient les matières telles les alliages de chars etc et viendraient échauffer (si fort qu'ils en causeraient la destruction) les matières organiques, car elles sont constituées d'eau.
Je sais aussi que dans la bombe A, de l'eau lourde est employée pour ralentir les neutrons afin qu'ils viennent frapper les noyaux d'uranium (ou du produit fissile utilisé).

Question : Pourquoi la molécule d'eau ralentit-elle les neutrons ? (par rapport à une autre)

Merci d'avance d'éclaircir ce point (si vous avez une idée... )
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[BioBen]

Attention, je ne suis pas un expert en bombe atomique, mais je crois que l'eau utilisée pour arrêter les neutrons est de l'eau lourde, de l'oxyde de deuterium deuterium quoi (le deuterium est un isotope de l'hydrogène, la molécule est D2O).
Le deuterium, contrairement à l'hydrogène est composé d'un neutron.
Tiens la y'a un site pas mal :
http://www.laradioactivite.com/pages...oderateurs.htm
"Les neutrons de fission sont ralentis par des collisions successives sur les noyaux du modérateur. Il s'agit de capturer le moins de neutrons possibles lors de la série de collisions : le modérateur doit être « transparent ». "
a+
ben

[Narduccio]

Ce n'est pas exactement la molécule d'eau qui ralentit les neutrons, c'est l'atome d'hydrogène. Mais l'eau et encore plus l'eau tritié (eau lourde) est l'un des matériaux présentant le plus d'atomes d'hydrogène dans un volume donné.
Maintenant pourquoi les neutrons sont ralentis par l'atome d'hydrogène. Imagine une boule de billiard. Si tu l'envoie contre le bord, celui-ci étant beaucoup plus massif que la boule, celle-ci rebondit et garde pratiquement toute son énergie. Mais si tu l'renvoie contre une autre boule, dans le cas idéal ou ta boule va directement dessus et bien centrée, les deux boules récupèrent environ la moitié de l'énergie chacune. Et de choc en choc, la boule perdra de l'énergie et ralentira. Le noyau d'hydrogène est de masse très proche du neutron, l'échange d'énergie est presque optimal, le noyau de tritium présente l'avantage d'être plus lourd, mais toujours dans un ordre de grandeur permettant l'échange d'énergie. Les noyaux plus lourds ont tendance a se comporter comme le bord de la table de billiard, le neutron part dans le sens inverse en gardant toute son énergie.

[invite668f5146]

En fait c'est le bête principe physique action/réaction, appliqué au neutron qui est projeté avec vitesse sur diverses particules, qui fait que les plus massiques le font rebondir et que celles dont la masse s'approche de celle du neutron absorbent une partie d'énergie cinétique et la convertissent en chaleur ?

Mais si les noyaux plus lourds repoussent les neutrons projetés, comment se fait-il qu'ils puissent pénétrer la matière (par exemple un char) et ensuite échauffer l'eau contenue dans la matière organique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Narduccio]

A l'échelle nucléaire, la matière est constitué de vide peuplé de temps en temps de corps lourds et massifs. Les neutrons passent donc dans ce vide intersticiel. De plus la plupart des chocs ne sont pas de face bien centrés.

[Narduccio]

Pour te donner une ordre d'idée, imagine ta table de billiard sur laquelle tu as disposé quelques boules (je voudrais pas dire de bêtise et donc je ne donnerais pas la proportion de boules qui doit y avoir sur la table). Tu dois les yeux bandés envoyés d'autres boules, à grande vitesse à travers la table. Un certain nombre de boules traverseront la table, sans en rencontrer une seule autre. Un certain nombre en frolera et sera plus ou moins dévié. Il y aura quelques chocs directs.

[invite668f5146]

Merci, j'y ai pensé après avoir posé cette question.

Mais si cette histoire de structure lacunaire de la matière s'applique pour un métal par exemple, pourquoi est-ce que ça n'entre pas en jeu lorsqu'il s'agit de matière organique ?

Je veux dire, les neutrons "passent" à coté du noyau de l'atome de fer, et échauffent énormément l'un des atomes d'hydrogène de l'eau lorsqu'ils le percutent, ok.
Mais pourquoi ont-ils moins de chance de percuter un noyau d'atome de fer plutot qu'un noyau d'H2O, alors que ce dernier est nettement plus petit ?
Désolé d'ergoter ainsi, mais j'aime avoir une connaissance complète.

[inviteb9531e7d]

Tu peux chercher de ce cote :



http://www.laradioactivite.com/pages...ffneutrons.htm

http://www.unifr.ch/physics/me/cours...es/node63.html

[Narduccio]

Je veux dire, les neutrons "passent" à coté du noyau de l'atome de fer, et échauffent énormément l'un des atomes d'hydrogène de l'eau lorsqu'ils le percutent, ok.
Mais pourquoi ont-ils moins de chance de percuter un noyau d'atome de fer plutot qu'un noyau d'H2O, alors que ce dernier est nettement plus petit ?:

Ils ne passent pas à coté de l'atome de fer, mais rebondissent dessus en perdant que peu d'énergie, il s'agit d'un choc inélastique.

[invite668f5146]

OK, je comprends à présent.
Merci bien pour votre coup de main, et pour les deux liens.

Comment vous témoigner ma gratitude à présent ?

[invite668f5146]

Désolé d'insister encore, mais une autre question me vient à l'esprit.

Les neutrons sont censés permettre la destruction des matières organiques et des appareillages électroniques.
Quel rapport avec ceci, l'électronique n'étant pas composé (à ce que je sache) d'atomes d'hydrogène ou de masse similaire, si ?

Merci d'avance.