Les actinides
On appelle actinides les éléments qui ont une charge (Z) qui est comprise entre 89 et 103.
Seuls quatre parmi eux existent dans la nature (Ac : Actinium, Th : Thorium, Pa : Protactinium, U : Uranium).
L'activation
L'activation est le fait de transformer un noyau en un autre noyau qui lui est radioactif. Un noyau qui perd un neutron ou un proton peut devenir radioactif. De même un noyau qui absorbe une particule peut de venir radioactif.
Exemple du 12C (6 neutrons, 6 protons) :
si on a la réaction suivante :
12C + g -> n + 11C
Le 11C (5 neutrons, 6 protons) est radioactif avec une demi-vie de 20 minutes. On a une réaction d'activation.
Si le 12C absorbe un neutron :
12C + n -> 13C
Le 13C (7 neutrons, 6 protons) est stable. Il n'y a pas activation. Si par contre il absorbe à nouveau un neutron on créé du 14C qui lui est radioactif (demi-vie : 5730 ans)
Le bremsstrahlung
Ce phénomène est également appelé rayonnement de freinage.
Quand un électron passe suffisamment près d'un noyau, le champ électrique du noyau va dévier la trajectoire de l'électron. Chaque modification de trajectoire est accompagnée de l'émission d'un photon (à cause de la conservation de la quantité de mouvement). Plus l'électron passe près du noyau, plus la trajectoire va être déviée, plus l'énergie du photon sera grande.
Contrairement à l'atome qui est neutre le noyau est chargé positivement.
Principe du bremsstrahlung
La demi-vie ou période
C'est le temps que met un échantillon a perdre la moitié de sa radioactivité par décroissance naturelle
GDR
GDR signifie Giant Dipole Resonance (résonance dipolaire géante). Suite à une interaction avec un photon le noyau peut entrer en résonance, se mettre à vibrer et se désexciter par l'émission de particule ou la fission.
Pour faire entrer un noyau en résonance les photons doivent avoir une énergie entre 5 et 20 MeV. Cette gamme en énergie est différente pour chaque noyau. Elle est très étendue c'est pour cela que l'on parle de résonance géante.
C'est dans cette zone que l'on a la plus grande probabilité d'avoir des réactions photonucléaires.
La fission
Dans la nature certains atomes très lourds comme l’Uranium peuvent fissionner,on les appelle des éléments fissiles. Quanq on les bombarde à l’aide de particules comme les neutrons l’atome se brise en différents fragments. Il y a généralement deux gros fragments (produits de fission) accompagnés d’éléments plus légers. Ces éléments légers sont essentiellement des neutrons. Ces derniers peuvent rencontrer d’autres atomes et provoquer de nouvelles fissions et ainsi de suite. C’est ce que l’on appelle une réaction en chaîne.
Les neutrons retardés
Suite à une fission des produits de fission sont créés. Certains décroissent par émission simultanée d'un électron et d'un neutron. Ces neutrons sont émis plusieurs secondes après la fission, c'est pour cette raison qu'on les appelle neutrons retardés.
Les noyaux fertiles
On appelle noyau fertile un noyau qui après un certain nombre de réactions donne un noyau fissile. Pour produire du plutonium 239 on utilise la chaîne de réactions suivante :
U238 + n -> U239 -> b- + Pu239
L'uranium 239 décroît naturellement sur le plutonium 239.
Les noyaux fissiles
On appelle noyau fissile un noyau qui peut fissionner. Ceci dépend de la particule incidente et de son énergie. Dans la plupart des réacteurs la fission est induite par des neutrons dits thermiques parce qu'ils sont de faible énergie. Dans ces conditions les noyaux d'uranium 235 et de plutonium 239 sont fissiles. Le plutonium 239 doit être produit à partir de l'uranium 238 que l'on appelle aussi noyau fertile.
L'uranium 233 est aussi fissile par les neutrons thermiques mais n'est pas utilisé dans les réacteurs.
Les réactions photonucléaires
Les réactions photonucléaires sont des réactions induites par un photon sur le noyau d'un atome.