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Quelle est la différence entre un élément fissile et un élément fertile ?

Fission nucléaire

Réaction de fission nucléaire (©Connaissance des Énergies)

Les éléments instables les plus lourds se distinguent par leur comportement lorsque les noyaux de leurs atomes capturent un neutron.

  • Un élément est dit « fissile » lorsque son noyau a une probabilité importante de se fracturer en deux noyaux plus légers, dotés d’une énergie cinétique considérable se transformant en chaleur, avec émission de rayonnement et de 2 à 3 neutrons capables d’entretenir une réaction en chaîne.
  • Un élément (plus stable) est dit « fertile » lorsque son noyau commence par absorber le neutron pour donner un noyau plus lourd, lui aussi instable et qui est fissile.

Un seul élément fissile, l’uranium 235, subsiste à faible teneur (0,7%) dans l’uranium naturel présent dans la croûte terrestre. Après enrichissement de l’uranium naturel en isotope 235, c’est l’énergie de la fission de cet isotope qui est exploitée dans la majorité des près de 440 réacteurs électronucléaires en fonctionnement dans le monde.

Deux éléments fertiles existent en abondance dans l’écorce terrestre, l’uranium 238 (99,3% de l’uranium naturel) et le thorium 232. La fertilisation de leur noyau par un neutron rapide les transforme en isotopes fissiles, respectivement le plutonium 239 et l’uranium 233.

La fission du plutonium 239, produisant environ 3 neutrons pour 1 absorbé, est apte non seulement à entretenir la réaction en chaîne mais aussi à le régénérer en fertilisant au moins un autre noyau d’uranium 238. C’est l’avenir de l’électronucléaire.

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