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Bonjour très cher Mr Einstein,
Quand on brûle une feuille de papier, cela dégage de l'énergie. Quand 50
kg d'uranium explosent aussi. Combien de grammes de papier et d'uranium
se sont transformés en énergie? L'uranium pur risque-t-il d'exploser
tout seul? Merci beaucoup pour votre réponse.
John Ross J.F.
Monsieur,
La quantité d'énergie produite par la combustion d'une feuille de papier
et celle produite par la fission de l'uranium n'ont rien en commun. La
fission de l'uranium implique la formule E=mc2 . Dans votre exemple, une
très faible partie des 50 kg est impliquée dans le m de la formule. Le m
de la formule fait appel à ce que l'on nomme «le défaut de masse».
Lorsqu'un atome d'uranium se fissionne en deux atomes plus petits, la
masse totale des deux atomes produits est inférieure à la masse
originale de l'atome d'uranium. Cela s'appelle le «défaut de masse».
C'est cette masse qui est convertie en énergie dans l'explosion d'une
bombe atomique.
Vous me demandez si l'uranium pur risque d'exploser tout seul. D'abord,
seuls certains isotopes de l'uranium sont susceptibles de provoquer une
réaction en chaîne. Une réaction en chaîne peut être enclenchée si une
certaine masse critique est atteinte, en effet.
Albert Einstein
En complément de ma question «papier, uranium, énergie»
Merci beaucoup pour votre réponse, mais permettez-moi d'insister.
Si j'ai bien compris, la force forte qui lie les éléments de l'atome a
un poids très léger. Pouvez-vous me dire quel pourcentage de l'atome
environ, ce poids de la force forte représente-t-il?
Monsieur,
La force forte qui lie les éléments du noyau est bien une énergie, mais,
en raison de l'équivalence masse-énergie E=mc2, elle peut être en effet
comparée à une masse. Mais n'oublions pas qu'en raison du fait que la
valeur de c est très élevée, c2 est un coefficient multiplicateur
prodigieux: même si m est petite, l'énergie sera très grande. Le
dégagement d'énergie de 200 MeV, ou, comme vous le demandez, de 10-17
kWh, impressionnant à l'échelle de l'atome, se traduit par une
diminution de la masse des fragments par rapport au noyau. Cette perte
de masse est petite - environ un millième - mais mesurable. Les résidus
d'une tonne de uranium-235 qui a fissionné ne pèsent que 999
kilogrammes.
À titre de repère, on peut noter que la fission de un gramme d'uranium
235 fournit autant d'énergie que le combustible de 2,4 tonnes de charbon
ou 1,6 tonne de pétrole. La fission de ce même gramme d'uranium produit
230 000 kWh. Et que dire de la fusion? Le potentiel énergétique de la
fusion est encore supérieur à celui, déjà très élevé, de la fission. Par
exemple, l'énergie dégagée par la fusion d'un gramme d'hydrogène
(deutérium + tritium) équivaut à la combustion de 10 tonnes de pétrole.
Albert Einstein |
