DaRk_GoldiIIi30 : "J´ai moi aussi une question : sachant qu´as haute température, le feu obtient une couleur bleu, comment se fait il que le soleil ne soit pas bleu ?"
Comme l´a écrit Chanis, une étoile n´est pas du "feu" ! Rien à voir avec le principe de combustion que l´on peut observer tous les jours : allumette, cheminée, gazinière, etc. Ces combustions sont des réactions chimiques et opèrent au niveau atomique et moléculaire alors que la fission et la fusion opérent au niveau du noyau. Au coeur du Soleil, par exemple, des noyaux d´hydrogène fusionnent pour donner de l´hélium. Lorsqu´une étoile n´a plus suffisamment d´hydrogène, elle va se mettre à fusionner des noyaux plus lourds et ainsi synthétiser de l´oxygène, du carbone, du fer, etc. C´est le processus de mort de l´étoile qui est variable selon sa masse.
La fission :
Elle consiste à "casser" un noyau lourd (uranium 235, plutonium, par exemple). Chaque noyau cassé libère une grande quantité d´énergie, bien supérieure à l´énergie libérée lors d´une combustion "chimique". Le "projectile" utilisé est un neutron qui, électriquement neutre, n´est pas repoussé par le noyau qui, lui, est électriquement positif. Un électron (négatif) aurait fait l´affaire, mais il n´est pas suffisamment massif. A chaque "cassage" de noyau, 2 ou 3 neutrons sont émis qui vont, à leur tour aller casser du noyau ! C´est le principe de la réaction en chaîne.
Le principe de fission a deux applications, militaire et civile :
- La bombe "A", comme celles lancées sur Hiroshima et Nagasaki en août 1945. Il s´agit là d´une fission non contrôlée : l´énergie libérée est déchaînée en une fraction de seconde. 0,1 millionième de seconde après l´allumage, la puissance peut atteindre 100000000000000000000 watts ! A titre d´illustration, "Little Boy" (la bombe larguée sur Hiroshima) a provoqué un dégagement d´énergie équivalent à l´explosion de 15000 tonnes de TNT, sans même parler des effets radiatifs postérieurs.
- La centrale atomique. Là, la fission est contrôlée. On l´empêche de devenir "explosive" à l´aide de barres de contrôle en cadmium car ce métal a la propriété de capter les neutrons. Ainsi, les neutrons captés ne risquent plus d´aller casser des noyaux d´uranium.
La fusion (ou réaction thermonucléaire) :
C´est l´inverse : on "réunit" des noyaux légers pour créer des noyaux plus lourds (par exemple, 4 noyaux d´hydrogène génèrent 1 noyau d´hélium). Cette réaction a la particularité de dégager encore plus d´énergie que la fission !
Une seule application pour l´instant, militaire - hélas ! : la bombe H (bombe à hydrogène). En effet, si l´on parvient aujourd´hui à provoquer une réaction thermonucléaire, on a beaucoup de mal à la contrôler. C´est, par exemple, l´objet du projet ITER. Il y a plusieurs problèmes, notamment d´ordre technique. Par exemple, comment confiner cette réaction quand on sait que, rien que pour la faire démarrer, il faut un minimum de 40 millions de degrés ! Or, aucun matériau n´est capable de résister à cette température ! Certains systèmes ont recours à un intense champ magnétique généré par des bobines plongées dans l´hélium liquide afin qu´elles deviennent supraconductrices. Petit problème : ce système nécessite lui-même de grandes quantités d´énergie (alimentation des bobines et réfrigération de l´hélium liquide).
Deux anecdotes historiques au sujet de la bombe H :
- Avant même que la première bombe à fission n´explose, les scientifiques du projet Manhattan savaient déjà qu´il serait possible de construire une bombe fondée sur le principe de fusion. Ce sera chose faite, à quelques mois d´intervalle par les USA (1952) et l´URSS (1953)
- Le plus puissant tir nucléaire jamais réalisé eut lieu en octobre 1961 sur l´archipel de Nouvelle-Zemble dans l´Océan glacial arctique. Les Soviétiques y firent exploser un monstre dont la puissance était de l´ordre de 50 à 60 mégatonnes, soit l´explosion simultanée de 50 à 60 millions de tonnes de TNT (4000 fois Hiroshima).
J´en reviens aux réactions de fission et de fusion pour vous indiquer que le site du Commissariat à l´Energie Atomique (CEA) a mis en ligne quelques animations en flash plutôt sympas pour expliquer ces principes (fission, fusion, radioactivité, etc.) :
http://www.cea.fr/fr/jeunes/themes/energie_nucleaire.asp