Une transformation nucléaire est toujours exothermique. La fission nucléaire produit plus d'énergie que la fusion nucléaire. La fusion nucléaire correspond au bombardement d'un gros noyau par un neutron. Une transformation nucléaire produit toujours de l'énergie : elle est exothermique.
Ces trois types de réactions, la fission, la fusion, et la radioactivité, ont un point commun : ce sont des transformations nucléaires.
Une transformation nucléaire est une transformation au cours de laquelle il y a modification de la structure du noyau atomique. Cette transformation est différente d'une transformation physique ou chimique. Les espèces chimiques ne sont pas modifiées. Pas de nouvelles espèces formées.
La nucléosynthèse stellaire est le terme utilisé en astrophysique pour désigner l'ensemble des réactions nucléaires qui se produisent à l'intérieur des étoiles (fusion nucléaire et processus s) ou pendant leur destruction explosive (processus r, p, rp) et dont le résultat est la synthèse de la plupart des noyaux ...
Les transformations chimiques modifient le cortège électronique des atomes, tandis que les transformations nucléaires modifient le noyau des atomes. Des noyaux pères réarrangent leurs nucléons pour donner des noyaux fils. Il n'y a donc pas de modification de la charge électrique (Z) ni du nombre de nucléons (A).
Transformation de l'hydrogène en hélium dans le Soleil
Comme toute étoile, le Soleil est un gigantesque réacteur nucléaire. En son cœur, des réactions nucléaires de fusion ont lieu, au cours desquelles l'hydrogène est transformé en hélium en libérant de l'énergie.
Une transformation physique est le passage d'un corps d'une forme physique à une autre, sans modification de la nature des molécules mises en jeu. Exemples : changement d'état, modification de la température du système chimique, de sa pression, de son volume …
Selon ce mécanisme, le neutron incident pénètre dans le noyau cible et, par une suite de collisions effectuées en cascade, répartit l'énergie qu'il apporte sur tous les nucléons du noyau composé, finalement produit lorsque l'équilibre statistique est atteint.
Pour identifier le type de transformation, il faut regarder les réactifs et les produits. S'il y a conservation de l'espèce chimique alors il s'agit d'une transformation physique. Par exemple, lorsque l'eau se vaporise, l'espèce eau (H2O) se conserve. On pourra écrire : H2O(l) → H2O(g).
La fusion nucléaire est une transformation nucléaire dans laquelle deux noyaux d'atomes légers s'associent pour former un unique noyau plus lourd. Les atomes souvent impliqués dans le mécanisme de fusion sont en général l'hydrogène et ses isotopes, le deutérium ou le tritium.
La fission consiste à projeter un neutron sur un atome lourd instable (uranium 235 ou plutonium 239). Ce dernier éclate alors en 2 atomes plus légers. Cela produit de l'énergie, des rayonnements radioactifs et 2 ou 3 neutrons capables à leur tour de provoquer une fission.
La fission est l'éclatement d'un atome lourd en atomes plus légers lors de la collision entre un atome et un neutron par exemple. Cette réaction est accompagnée d'une émission de neutrons, de rayonnements ionisants et d'un fort dégagement de chaleur.
-Lors d'une transformation chimique au moins une substance disparaît, le ou les réactif(s). Au moins une substance apparaît, le ou les produits. -Lors d'une transformation physique, l'aspect ou l'état d'une substance est modifié. (exemples : monter les œufs en neige, ).
Si la désintégration est spontanée, on parle de radioactivité naturelle. Si elle est provoquée par une réaction nucléaire, on parle de radioactivité artificielle ou induite. Dans le globe terrestre, la radioactivité est la principale source de chaleur.
Il existe quatre types de réactions de base: Les réactions de synthèse. Les réactions de décomposition. Les réactions de précipitation.
La conclusion est simple : si nous voulons libérer de l'énergie nucléaire, il nous faut : Soit assembler des petits noyaux pour en faire de plus gros ; c'est la fusion. Soit casser des gros noyaux pour en faire de moins gros : c'est la fission.
Si ces deux termes se ressemblent car ils se déroulent au niveau du noyau atomique, ils désignent pourtant des processus radicalement différents ! Là où la fusion consiste à rassembler deux noyaux légers pour en faire un plus lourd, la fission casse un noyau lourd en deux noyaux plus légers.
La fission des noyaux lourds libère de l'énergie, qui peut être exploitée dans les bombes A ou les centrales nucléaires. La fusion est une réaction nucléaire pendant laquelle deux noyaux légers s'assemblent pour former un noyau plus lourd.
Une transformation chimique peut être modélisée par une réaction chimique : Les substances qui disparaissent pendant une transformation chimique sont appelées les réactifs. La ou les substances qui apparaissent pendant une transformation chimique sont appelées les produits.
A haute température, les noyaux légers comme les différents noyaux d'Hydrogène (hydrogène H, deutérium 2H et tritium 3H : ce sont des isotopes) sont capables de s'assembler (fusionner) pour former un noyau plus lourd comme l'Hélium.
Un exemple de réaction chimique : la combustion
Lorsque l'on fait brûler une substance contenant des atomes de carbone (C) dans du dioxygène (O2), on obtient un produit de combustion qui contient des atomes d'oxygène (O) et de carbone (C) qu'on appelle oxyde de carbone.