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Quelle est la différence entre fission et fusion nucléaire ?

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Fission nucléaire
La réaction de fission est exploitée dans les réacteurs nucléaires actuels, ici dans la centrale chinoise de la baie de Daya. (©EDF-Gabriel Liesse)

La fission et la fusion nucléaires sont des réactions libérant des quantités importantes d’énergie, entre autres sous forme de chaleur que l’on peut notamment exploiter pour produire de l’électricité. Elles transforment toutes les deux les noyaux d’atomes « instables » parce qu’ils sont soit trop lourds, soit trop légers. Rappelons que les atomes constituant la matière comprennent chacun un noyau hyperdense (assemblant des protons chargés électriquement et des neutrons) entouré d’électrons.

La fission nucléaire consiste à casser des noyaux atomiques lourds, comme ceux de l’uranium 235 ou du plutonium 239, en projetant sur eux un neutron. Un noyau lourd, percuté par un neutron, se divise en deux atomes plus légers. Cette réaction libère de l’énergie et des neutrons qui peuvent percuter d’autres atomes lourds qui se divisent à leur tour. Cette réaction dite « en chaîne » est exploitée dans les réacteurs nucléaires actuels, la chaleur induite étant convertie en électricité.

La fusion nucléaire désigne au contraire la réunion de deux noyaux légers, comme ceux du deutérium et du tritium en un noyau unique d’hélium plus lourd et plus stable. Pour que deux noyaux fusionnent (alors que leurs charges électriques respectives ont tendance à les séparer), ceux-ci doivent se trouver dans un état d’agitation thermique intense. C’est le cas lorsqu’ils sont portés à des températures et des pressions très hautes. Dans la nature, ce phénomène se produit au cœur du Soleil et des étoiles. Sur Terre, la production industrielle d’électricité par fusion au sein de tokamaks à 100 millions de degrés Celsius est encore au stade de la recherche (Iter) et n’est pas envisageable avant plusieurs décennies.

Principe des réactions nucléaires de fission et de fusion (©Connaissance des Énergies)

Principe des réactions nucléaires de fission et de fusion (©Connaissance des Énergies)