Photo: Rudy and Peter Skitterians @ Pixabay
Le mot « nucléaire » vient du latin nucleus, qui signifie petite noix, ou noyau. Il fait référence au noyau des atomes, ce centre massif et dense formé de neutrons et de protons, et doté d’une charge électrique positive. Cet agencement de nucléons (les protons et les neutrons) est riche en énergie et une façon d’obtenir cette énergie s’appelle la fission nucléaire.
S’il t’arrive de jouer au billard, tu as une idée du principe de la fission nucléaire, puisque la « casse » y ressemble un peu. En début de partie, tu envoies la balle blanche avec force sur le triangle de boules pour « éclater » le triangle. À l’échelle atomique, la fission nucléaire consiste aussi à « éclater » l’atome. Lorsqu’un neutron est envoyé à une certaine vitesse sur un gros noyau, il peut le casser.
Mais il y a des différences majeures avec le billard : d’abord, contrairement aux boules de billard qui sont libres, les nucléons d’un noyau sont soudés ensemble par une force fondamentale que les physiciens appellent l’interaction forte. Ensuite, la « casse », au lieu de projeter les nucléons partout, va plutôt casser le noyau en deux noyaux plus petits.
Ensuite, au moment de la casse au billard, les balles de couleurs se répartissent l’énergie de la balle blanche et aucune d’elles ne peut aller aussi vite que la blanche allait. Au niveau atomique, et c’est là tout l’intérêt de la fission nucléaire, l’énergie libérée est plus élevée que l’énergie fournie par le neutron de départ. C’est l’énergie du noyau qui est libérée.
Et finalement, la fission nucléaire, en plus de générer deux noyaux plus petits, produits aussi quelques neutrons qui partent à grande vitesse eux aussi et qui peuvent éventuellement aller casser un autre noyau à proximité. Comme si ta casse au billard générait de nouvelles boules blanches qui iraient assez vite pour aller casser un autre triangle de boules à côté.
Dans un réacteur nucléaire, toute cette agitation et ces particules qui bougent vite réchauffent le réservoir d’eau dans lequel elles baignent et cette eau qui bout permet de faire tourner des turbines et générer de l’électricité.
Le problème avec la fission nucléaire, c’est que les petits noyaux formés par la fission d’un gros sont souvent radioactifs et constituent des déchets très dangereux dont il est difficile de disposer de façon sécuritaire. Sans compter qu’il est arrivé que des problèmes surviennent dans des réacteurs, que les réactions nucléaires en chaîne s’emballent et que tout cela explose (Tchernobyl en 1986, Fukushima en 2011).