Changement nucléaire

Schéma de réaction nucléaire. Source: Commission de réglementation nucléaire de nous, CC par 2.0, Wikimedia Commons

Qu'est-ce qu'un changement nucléaire?

UN Changement nucléaire C'est le processus par lequel les noyaux de certains isotopes changent spontanément ou sont obligés de changer deux ou plusieurs isotopes différents. Les trois principaux types d'échange nucléaire de matière sont la désintégration naturelle radioactive, la fission nucléaire et la fusion nucléaire.

En plus du nucléaire, les deux autres changements de matière sont physiques et chimiques. Le premier n'implique aucun changement dans sa composition chimique. Si un morceau de papier est coupé, il est toujours en papier d'aluminium.

Lorsqu'un changement chimique se produit, la composition chimique des substances impliquées change également. Par exemple, le charbon lors de la combustion est combiné avec de l'oxygène, formant du dioxyde de carbone (CO₂).

Taux de change nucléaire

Désintégration naturelle radioactive

Lorsqu'un radio-isotope émet des particules alpha ou bêta, la transmutation d'un élément se produit, c'est-à-dire un changement d'un élément à un autre.

Ainsi, l'isotope résultant a un nombre différent de protons que l'isotope d'origine. Puis un changement nucléaire se produit. La substance d'origine (isotope) a été détruite, formant une nouvelle substance (isotope).

En ce sens, des isotopes radioactifs naturels sont présents depuis la formation de la Terre et sont produits en continu par les réactions nucléaires des rayons cosmiques avec des atomes dans l'atmosphère. Ces réactions nucléaires donnent naissance aux éléments de l'univers.

Ces types de réactions produisent des isotopes stables et radioactifs, dont beaucoup ont une demi-vie de plusieurs milliards d'années.

Maintenant, ces isotopes radioactifs ne peuvent pas se former dans des conditions naturelles caractéristiques de la planète Terre. En raison de la désintégration radioactive, leur quantité et leur radioactivité ont progressivement diminué. Cependant, en raison de ces longues demi-vies, leur radioactivité a été significative jusqu'à présent.

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Changement nucléaire par fission

Le noyau central d'un atome contient des protons et des neutrons. En fission, ce noyau est divisé, soit par désintégration radioactive, soit parce qu'il est bombardé par d'autres particules subatomiques appelées neutrinos.

Les pièces résultantes ont moins de masse combinée que le noyau d'origine. Cette masse perdue devient l'énergie nucléaire.

De cette façon, dans les plantes nucléaires, des réactions contrôlées sont faites pour libérer l'énergie. La fission contrôlée se produit lorsqu'un neutrinos très léger bombarde le noyau d'un atome.

Cela casse, créant deux noyaux plus petits, une taille similaire. La destruction libère une quantité importante d'énergie, jusqu'à 200 fois celle du neutron qui a initié la procédure.

En soi, ce type de changement nucléaire a un grand potentiel comme source d'énergie. Cependant, c'est une source de préoccupations multiples, en particulier celles liées à la sécurité et à l'environnement.

Changement nucléaire par fusion

La fusion est le processus par lequel le soleil et les autres étoiles génèrent de la lumière et de la chaleur. Dans ce processus nucléaire, l'énergie est produite par la rupture des atomes légers. C'est la réaction opposée à la fission, où les isotopes lourds sont divisés.

Sur Terre, la fusion nucléaire est plus facile à combiner deux isotopes d'hydrogène: le deutérium et le tritium.

L'hydrogène, formé par un seul proton et un électron, est le plus léger de tous les éléments. Le deutérium, souvent appelé "eau lourde", a un neutron supplémentaire dans son noyau.

Pour sa part, le tritium a deux neutrons supplémentaires et, par conséquent, est trois fois plus lourd que l'hydrogène.

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Heureusement, le deutérium se trouve dans l'eau de mer. Cela signifie qu'il y aura du carburant pour la fusion pendant qu'il y a de l'eau sur la planète.

Exemples de changement nucléaire

• Lorsqu'une bombe atomique est explosée (fission nucléaire).
• Au soleil, il y a une fusion de noyaux d'hydrogène qui produisent de l'hélium. Dans ce processus, beaucoup d'énergie est libérée que, sur terre, nous percevons comme de la lumière et de la chaleur (fusion nucléaire).
• Les centrales nucléaires produisent des réactions de fission nucléaire pour produire de l'électricité.
• La fusion des atomes de calcium et de titane forment une structure capable de transformer leur propre plasma en entrepôt d'énergie.
• La fusion des atomes de fluor et de magnésium forment une structure de poids nucléaire.

Les références

1. Miller, G. T. Et Spoolman, S. ET. (2015). Sciences de l'environnement. Massachusetts: Cengage Learning.
2. Qu'est-ce que la fission? Récupéré de la lue.com.