5 DIFFÉRENCES entre FISSION et FUSION nucléaire

La chimie classique considère que atome c'est la plus petite et indivisible unité de la matière. Les réactions chimiques sont celles dans lesquelles les atomes qui composent les molécules se recombinent pour donner naissance à de nouvelles molécules à la suite de l'interaction de celles initialement présentes. Cependant, les atomes peuvent établir des interactions impliquant les particules qui composent leurs noyaux. Ce sont les réactions dites nucléaires.

Dans cette leçon d'un ENSEIGNANT, nous découvrirons quels sont les types de réactions nucléaires et quelles sont les les différences entre la fission et la fusion nucléaire.

La fission et la fusion nucléaire sont réactions nucléaires. Ce sont des processus dans lesquels les noyaux atomiques ou les noyaux atomiques et les particules subatomiques interagissent les uns avec les autres. La réaction nucléaire la plus simple, et la première découverte, est la radioactivité, qui consiste en la décomposition spontanée d'un noyau atomique instable en un noyau plus simple avec une plus grande stabilité et une énergie plus faible. Cette réaction de décomposition libère de l'énergie sous forme de rayonnement.

Les autres types de réactions nucléaires sont, généralement, deux noyaux ou particules qui réagissent pour donner naissance aux produits de la réaction. Pour qu'une réaction nucléaire se produise, un énergie d'activation. Les réactions nucléaires libèrent de l'énergie sous forme d'énergie cinétique (énergie associée au mouvement) de atomes produit de la réaction et, parfois, à l'émission de rayons gamma (rayonnement électromagnétique de haute énergie).

Définition de la fusion nucléaire

Comme son nom l'indique, la fusion nucléaire est le type de réaction dans laquelle deux noyaux légers fusionnent pour former un noyau plus lourd, mais avec une masse légèrement inférieure à la somme des masses des deux noyaux à partir desquels il a été formé. Cette différence entre la masse finale et initiale se dégage sous forme d'énergie selon la réaction: E = m · c².

Définition de la fission nucléaire

La fission nucléaire est la réaction opposée à la fusion. C'est une réaction dans laquelle un noyau lourd, bombardé par des particules se décompose pour donner naissance à des noyaux plus légers, générant également d'autres produits de la réaction tels que des particules subatomiques et des rayons gamma.

Maintenant que vous en connaissez le sens, plongeons-nous dans le vif du sujet pour découvrir les différences entre la fission et la fusion nucléaire. Il y en a cinq principaux et nous les résumons ici.

1.- Ce sont des réactions opposées

Comme nous l'avons commenté dans la section précédente, la fusion et la fission ce sont deux réactions nucléaires opposées. Étant donné que dans la fusion, les noyaux légers fusionnent en noyaux plus lourds et dans les noyaux de fission d'éléments lourds se décomposent en éléments plus légers.

2.- Énergies d'activation

• Fission: Dans le cas des réactions de fission, l'énergie d'activation dépend de la taille du noyau, dans le cas des noyaux lourds, la réaction se produit spontanément. Dans le cas de noyaux plus légers, la réaction doit être induite en bombardant les noyaux avec des particules de faible énergie. Par conséquent, dans le cas de la fission nucléaire la quantité d'énergie nécessaire pour démarrer la réaction est très faible ou inexistante.
• La fusion: Dans le cas de la fusion nucléaire, nécessitent de grandes quantités d'énergie pour activer la réaction. Pour démarrer la réaction de fusion nucléaire, il est nécessaire d'élever la température du combustible à 100 millions de ºC, de sorte que le les atomes de combustible se déplacent vers l'état de plasma (un état dans lequel les électrons se déplacent librement indépendamment des noyaux atomique). Ce type de condition est celui qui se produit à l'intérieur des étoiles, où se déroulent les réactions de fusion nucléaire.

3.- Abondance de carburant

• Fission: Ces réactions nucléaires nécessitent des atomes lourds comme l'Uranium, le Thorium ou le Plutonium comme combustible. Les éléments lourds sont le moins abondant de l'univers et ils sont en petites proportions dans la croûte terrestre. De plus, les isotopes radioactifs de ces éléments lourds se trouvent dans la nature mélangés à d'autres isotopes non radioactifs ou font partie de minéraux.
• La fusion: Les atomes légers qui participent aux réactions de fusion nucléaire sont le plus abondant de l'univers, où l'hydrogène (l'élément le plus léger) est majoritaire, représentant 92% du total. Bien que l'hydrogène soit relativement rare sur Terre, il peut être obtenu à partir de sources renouvelables telles que la biomasse cellulosique ou à partir de l'eau. Pour cette raison, l'hydrogène est considéré comme un carburant inépuisable.

4.- Résidus résultant de la réaction

• Fission: Les réactions de fission nucléaire produisent des noyaux instables qui émettent de la radioactivité pendant de très longues périodes, car ils ont des demi-vies (la période nécessaire pour réduire de moitié les émissions radioactives) qui peuvent être supérieures à 30 ans. La production de déchets radioactifs Dans les réactions de fission nucléaire, ils représentent un danger pour la santé humaine et l'environnement, ils doivent donc être gérés et stockés correctement.
• La fusion: Les réactions de fusion nucléaire ne produisent pas de déchets radioactifs, elles sont donc considérées comme de l'énergie propre, car ce sont des réactions qui ils ne produisent pas de résidus polluants. Dans le cas de la réaction de fusion proton-proton, l'une des réactions de fusion les plus courantes, le produit obtenu est un gaz noble, l'hélium. L'hélium est un élément, très peu réactif et qui ne présente aucun danger pour la santé humaine et l'environnement.

5.- Obtention d'énergie à un niveau commercial

• Fission: Actuellement, c'est le seul type de réaction nucléaire qui a la technique nécessaire pour être exploité commercialement. Toutes les centrales nucléaires utilisent des réactions de fission nucléaire.
• Fusion: aujourd'hui, nous n'avons pas encore la technologie nécessaire obtenir de l'énergie électrique par fusion nucléaire. La principale difficulté technique est la température élevée nécessaire pour démarrer la réaction, car Nous ne disposons d'aucun matériau pouvant supporter ces températures et où il soit possible de confiner la réaction.