La
fission nucléaire
Historique
Plusieurs scientifiques ont participé à la fission nucléaire. Ernest Rutherford a identifié les trois sortes de composantes radioactives qu'il a baptisé les rayons gamma, alpha et bêta. Puis il fut le premier à conclure que l'atome était principalement fait de vide, qu'il avait un noyau dense rempli de particules positives et qu'autour de l'atome il y avait des électrons qui gravitaient. Mais la plus importante découverte de Rutherford a été celle du rayonnement des particules émises par différentes particules atomiques. Puis en 1932, Chadwick découvrit le neutron. Peu après Enrico Fermi démontra qu'en bombardant différents éléments de neutrons, on faisait d'autres éléments radioactifs. En 1938, Otto Hahn et Fritz Strassmann découvrirent qu'ils pouvaient faire éclater des noyaux d'uranium en fragments plus petits. Quelques temps plus tard, Lise Meisner et Otto Frisch appelèrent ce phénomène la fission nucléaire.
Découverte
Un noyau d'uranium-235 bombardé par un neutron (particule neutre du noyau de l'atome) rend ce noyau très instable et celui-ci va se subdiviser en deux nouveaux noyaux plus petits qui libérereront d'autres neutrons et de l'énergie sous forme de chaleur. Et par la suite d'autres noyaux vont être subdivisés par d'autres neutrons; cette réaction s'appelle réaction en chaîne. Ce phénomène produira des millions de noyaux qui éclateront et une très grande source d'énergie s'en dégagera. La réaction en chaîne prend très vite de l'ampleur et la quantité d'énergie est tellement grande qu'elle se transforme en explosion. Une sphère, ayant à peu près la même taille qu'une orange, constituée d'uranium produit une explosion qui équivaut à 20 000 de trinitrotoluène (TNT).
L'uranium existe dans la nature sous trois formes d'isotopes ; U-238 (99,3 %), U-235 (0,7 %) et U-234 (traces). Ils se distinguent par le nombre de neutrons contenus dans le noyau. L'uranium a une masse volumique de 19 070 kg/m3, il est très réactif. C'est un métal blanc, mou, oxydable à l'air.
ÉQUATION DE LA FISSION NUCLÉAIRE :
Impacts sur l'environnement
La fission nucléaire est utilisée dans les réacteurs nucléaires pour produire de l'énergie électrique. Les principaux impacts de l'utilisation d'une telle technologie sont la pollution thermique et la pollution radioactive. La pollution thermique ne constitue pas une très grande menace pour l'environnement, mais la seconde est plus insidieuse et elle inquiète davantage les écologistes.
DOMMAGES À L'ENVIRONNEMENT PAR L'ÉNERGIE NUCLÉAIRE
Opération
Air
Eau
Sol
Extraction
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Lessivage des tas de déchets
Eau des mines d'uraniumEffets d'exploitation par excavation
Affinage
Émission de particules
Lessivage des tas de déchets
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Utilisation
Retombées radioactives
Rejets thermiques
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Production d'eau lourde
Émission de gaz toxiques
Rejet d'eaux contaminées
Rejets thermiques----
La fission nucléaire est la principale composante de la bombe atomique. Les conséquences résultant de cette découverte ont marqué la société, l'humain et l'environnement. Cette invention a permis de faire évoluer la science, mais les décisions des têtes dirigeantes américaines en 1945 quant à son utilisation ont provoqué des effets désastreux sur le Japon. Ce qui nous amène au sujet suivant: la bombe atomique.
Pour qu'une réaction en chaîne se fasse, il faut mettre en commun un même volume ainsi qu'une masse suffisante de matière fissile pour que le nombre de neutrons en fission puisse atteindre le niveau suivant. Pour qu'une explosion nucléaire ait lieu, la réaction doit être spontanée et sans limite.
Pour que la première bombe atomique soit conçue, les Américains ont dû construire plusieurs usines afin de préparer l'uranium. Par la suite, plusieurs génies de ce monde ont collaboré à la conception de la bombe et à sa réalisation. Des centaines de physiciens ainsi que 2 000 techniciens et chercheurs, dont 600 militaires, y ont travaillé. Ce projet s'appelait «Le Projet Manhattan».
Puis le 1er juin, le projet de larguer une bombe sur le Japon fut proposé au président américain Harry Truman. Le but était de détruire le plus de gens possible et de dévaster un espace militaire important. Cinq villes ont été retenues: Kyoto, Hiroshima, Kokura, Niigata etNagasaki. Et c'est alors que le président des États-Unis, le président du gouvernement national de la République chinoise et celui de la Grande-Bretagne décidèrent de donner une chance au Japon de finir la guerre. Les Japonais rejetèrent l'ultimatum le 28 juillet 1945. Le nom de la bombe était «Little Boy» et elle a bel et bien été larguée sur Hiroshima, provoquant ceci:
Suite à cette bombe, sur les 90 000 bâtiments de la ville, 6200 ont été détruits. Plusieurs personnes sont mortes et les survivants se sont retrouvés avec des problèmes de santé majeurs. La bombe est vraiment une invention totalement dévastatrice.
Cependant, la fission peut être utilisée pour d'autres moyens qui participent à notre économie. La centrale nucléaire de Gentilly au Québec est un exemple d'utilisation de la fission nucléaire pour créer de l'énergie électrique.
En conclusion, nous croyons que la fission a été un pas nécessaire à ce monde. Il est regrettable que l'humain en ait fait une arme destructrice avant même d'en découvrir les bienfaits; il serait bon de rester dans cette voie et de continuer à contrôler cette énergie pour qu'elle ne dégénère pas en une mauvaise utilisation comme en 1945.
Bibliographie
Sormany, Pierre et autres. Face au nucléaire, Québec, 1979, 314 pages.
Association suisse pour l'énergie atomique (ASPEA). (Page consultée le 21 novembre 2000). Fission nucléaire et réaction en chaîne, [En Ligne]. Adresse URL : http://atomenergie.ch/f/u2_Kernspaltung.htm
Fauteux, René (Classe de). (Page consultée le 15 novembre 2000). Développement de la bombe nucléaire, [En ligne]. Adresse URL: http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/rescol99/bombe.html
Jacoboni, Pr C. (Page consultée le 21 novembre 2000). La fission de l'Uranium 235, [En ligne]. Adresse URL: http://www.univ-lemans.fr/enseignements/chimie/01/deugsm/dor01/fission.html
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Page mise à jour : le 12 décembre 2000
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