Réseau national de mesures de la radioactivité de l'environnement
Autorité de Sûreté Nucléaire Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

Les réactions nucléaires : la fission et la fusion

La liaison des protons et des neutrons par des forces nucléaires est la source de l’énergie nucléaire. Celle-ci peut être libérée par une réaction de fission ou de fusion.

Un atome peut fissionner soit de manière spontanée si son noyau est trop lourd, soit parce qu’il a été heurté par un neutron. Dans un réacteur nucléaire, les noyaux fissiles d’uranium subissent une réaction de fission provoquée par bombardement de neutrons. Un des neutrons divise un noyau en deux autres noyaux, ce qui entraîne l’émission d’un ou plusieurs neutrons et la libération d’une très grande énergie sous forme de chaleur. Ces nouveaux neutrons vont provoquer d’autres réactions de fission, il s’agit donc d’une réaction en chaîne.

La fission

Les réactions en chaîne de fission de l’uranium sont utilisées dans les centrales nucléaires en France. C’est une énergie très concentrée puisque 1g de matière fissile permet de produire 24 000 kWh, soit l’équivalent de 2 tonnes de pétrole.

La fusion de deux atomes apparait lorsque les noyaux de ces deux atomes sont suffisamment proches l’un de l’autre pour fusionner, c’est à dire pour former un unique noyau. Comme les noyaux ont une charge électrique positive, ils se repoussent mutuellement, ce qui les empêche de fusionner. Si ces atomes sont dans un milieu très chaud, ils auront des vitesses suffisamment élevées pour pouvoir fusionner avant d’être séparés par la répulsion électromagnétique. C’est pourquoi on parle de fusion thermonucléaire.

La fusion

Au cœur du Soleil, la température est suffisamment élevée pour que des réactions de fusion nucléaire aient lieu : c’est ce qui fait briller le Soleil, car ces réactions s’accompagnent de libération d’énergie. La fusion n’est pas encore utilisée pour produire de l’énergie car il est très difficile de faire un réacteur fonctionnant à la température nécessaire de plusieurs millions de degrés. Par contre, elle est utilisée dans les bombes H.

Les physiciens s’attachent à contrôler la réaction de fusion qui pourrait constituer dans le futur une nouvelle source d’énergie.