Mais que deviennent les neutrons ?
En inoculant un neutron dans le noyau du pauvre 235U, on a provoqué sa fission, libéré de l'énergie et il reste en surplus 2 ou 3 neutrons errants. Que vont-ils devenir? Ils sont expulsés dans la matière à grande vitesse. Comme ils sont neutres, ils ne sont pas influencés pas les orbites électroniques des atomes qu'ils pourraient rencontrer et, pour provoquer une nouvelle fission, ils doivent impérativement frapper de plein fouet un noyau d'235U. Mais la cible est très petite et la probabilité de rencontrer un noyau d'Uranium pour le briser en deux demeure extrêmement faible. Par ailleurs, les neutrons sont eux-mêmes atteints de décroissance radioactive foudroyante qui les transforme très rapidement en un proton plus un électron.
On peut tout de même influencer la chance
Les Terriens sont astucieux et savent modifier cette probabilité de fission de 235U par un neutron en combinant deux actions :
1. En augmentant la concentration des atomes d'235U.
Dans l'uranium naturel extrait des mines, il n'y a que 0.7% d'235U contre 99.3 % d'238U. On procède alors à l'enrichissement en 235U dans de coûteuses usines, ce qui augmente le nombre de cibles par unité de volume. Pour les usages courants, on l'enrichit généralement aux alentours de 3%. On peut augmenter cet enrichissement autant qu'on le désire. Mais on ne le fait effectivement qu'à la demande des militaires, qui en ont besoin pour des usages bien particuliers.
2. En ralentissant les neutrons
Les neutrons produits dans une réaction de fission sont trop rapides pour espérer pouvoir accrocher au passage un autre 235U. Aussi va-t-on, à l'aide d'un modérateur, les ralentir pour les rendre plus "virulents". On place sur leur passage des atomes légers, Messieurs Hydrogène, Béryllium ou Carbone, par exemple. Les chocs successifs avec ces atomes légers vont augmenter la vitesse de ces derniers et ralentir celle des neutrons.
En combinant ces deux conditions, on augmente l'efficacité des neutrons errants. Il devient alors possible de réaliser et d'entretenir une réaction en chaîne et, si on sait la contrôler, on peut du même coup construire une centrale nucléaire!
Comment fonctionne une centrale nucléaire
Les centrales nucléaires peuvent différer les unes des autres par les caractéristiques du combustible, par la nature du milieu ralentisseur de neutrons, et par le système d'échangeur de chaleur entre le réacteur et la turbine. Mais le principe du fonctionnement est toujours à peu près le même. |