Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène. Il compte le même nombre de protons et d'électrons que l'hydrogène, mais il a deux neutrons, alors que l'hydrogène normal n'en a pas, ce qui le tritium instable et radioactif.
Bien que chimiquement identique à l'hydrogène, la présence d'un surplus de deux neutrons dans l'atome de tritium le rend instable. Afin de gagner en stabilité, il émet des électrons de faible énergie (on parle d'émission ou de rayonnement bêta) et il se transforme en un nouvel élément stable, l'hélium.
Lorsque son rapport protons/ neutrons est déséquilibré, un atome essaie de devenir stable et, ce faisant, libère de l'énergie1 . Prenons un exemple : un atome de carbone stable possède six protons et six neutrons tandis que le carbone 14, isotope instable, donc radioactif, a six protons et huit neutrons.
Le tritium (/tʁi. sjɔm/ ou /tʁi. tjɔm/), noté 3H ou T, est l'isotope de l'hydrogène dont le nombre de masse est égal à 3 : son noyau atomique, appelé triton, compte 1 proton et 2 neutrons avec un spin 1/2+ pour une masse atomique de 3,016 049 281 3 g/mol .
Les rayonnements radioactifs
Si un noyau d'atome contient trop de neutrons et de protons, il est instable. Pour retrouver sa stabilité, il éjecte des neutrons et des protons. Il émet alors des particules, c'est-à-dire de l'énergie, et des rayons, c'est ce qu'on appelle la radioactivité.
La radioactivité est le phénomène physique par lequel des noyaux d'atomes instables (dits radionucléides ou radioisotopes) se transforment spontanément en d'autres atomes en émettant simultanément des rayonnements, c'est-à-dire des particules de matière. On dit alors qu'ils sont radioactifs.
Un atome radioactif se transmute une fois seulement
Quand le temps écoulé est égal à un grand nombre de fois la période, pratiquement tous les atomes de départ se sont transmutés. Ce qui est remarquable dans cette affaire, c'est que la période d'un atome radioactif donné ne peut pas être modifiée.
Le tritium est produit naturellement par l'interaction entre les rayons cosmiques et les gaz de la haute atmosphère, et est également un sous-produit des réacteurs nucléaires. Comme tous les isotopes radioactifs, le tritium se désintègre. Ce faisant, il émet un rayonnement bêta.
Le tritium est l'isotope radioactif de l'hydrogène. Sa désintégration est rapide et il n'est présent dans la nature qu'à l'état de traces. Le tritium peut toutefois être produit par l'interaction d'un neutron et d'un atome de lithium. Dans ITER, ce mode de génération du tritium sera exploré de manière expérimentale.
Le combustible nucléaire pour la fusion est composé de deux isotopes de l'hydrogène le deutérium et le tritium. Le deutérium se trouve en abondance dans l'eau. Le tritium n'existe sur Terre qu'a l'état de trace.
Le noyau d'un atome est constitué de neutrons et de protons fortement liés par une énergie nucléaire qui domine leurs forces de répulsion électrique. Un atome est dit radioactif lorsqu'il a un noyau instable, trop lourd ou trop léger, qui se scinde ou se fond avec d'autres noyaux d'atomes.
La radioactivité est d'abord un phénomène physique naturel. Roches, eau, air, aliments : tout ce qui nous entoure est radioactif. Même notre corps ! Et si l'exposition n'est pas uniforme, tous les hommes y sont exposés naturellement en permanence.
Si le texte mentionne le mot « tritium » (c'est le cas de loin le plus répandu) ou l'un des deux symbole : « T » ou « H3 » (qui peut se décliner : « 3H » « H3 » ou « 3H » ), on peut considérer, à plus de 90%, que ce radionucléide est effectivement présent dans la montre.
Il peut être isolé par distillation de l'eau. Un litre d'eau de mer contient par exemple près de 33 milligrammes de deutérium(1). Le tritium, de symbole T ou 3H, a un noyau contenant un proton et deux neutrons. C'est un élément radioactif contrairement au deutérium et à l'hydrogène qui sont stables.
Comment le mesurer ? La quantification du tritium dans un échantillon de l'environnement peut être réalisée soit par mesure de son activité radioactive, soit par comptage des atomes d'hélium issus de la désintégration du tritium.
La fusion nucléaire reproduit l'assemblage de 2 isotopes (type d'atomes avec un nombre de protons identique) de l'hydrogène : le deutérium et le tritium. La fusion de ces isotopes stables et légers d'hydrogène donnent un atome d'hélium.
Les propriétés des isotopes
Ils appartiennent au même élément chimique par leur nombre de protons dans le noyau. Cependant, les isotopes, qui appartiennent au même élément chimique, se distinguent par des propriétés physiques différentes dues à leur nombre de neutrons.
En général, après avoir capturé un neutron, le thorium émet un électron et un neutrino par émission bêta pour se muer en protactinium 233, qui, dans une seconde émission bêta, émet encore un électron et un neutrino pour devenir uranium 233, le combustible.
Le thorium présente plusieurs avantages par rapport au combustible nucléaire classique, l'uranium 235. Il peut générer plus de matière fissile (uranium 233) qu'il n'en consomme, pour alimenter les réacteurs refroidis par eau ou à sels fondus.
L'extraction
L'uranium est un métal assez répandu dans le sous-sol de la Terre. Il est contenu dans des minerais, qui sont extraits de gisements à ciel ouvert ou en galeries souterraines. Ces gisements se trouvent essentiellement en Australie, aux États-Unis, au Canada, en Afrique du Sud et en Russie.
On a observé que l'hélium 3 est présent dans les émissions volcaniques et les échantillons de roches de dorsales océaniques. L'hélium 3 est présent dans la croûte terrestre depuis sa formation. Il est associé au manteau et est considéré comme un marqueur de provenance de sources profondes.
Le polonium, ce métal radioactif parmi les plus toxiques au monde.
Le radium est un million de fois plus radioactif que l'uranium. Sous l'effet de la chaleur dégagée, le radium émet une couleur bleue que Pierre et Marie Curie aimaient à retourner contempler le soir.
Comment naît la radioactivité ? Deux atomes peuvent avoir un même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Ce sont alors des isotopes. Certains isotopes ont un noyau instable : ils sont alors radioactifs.