cyber-ne+wwyss.ch
écrit à

   


Albert Einstein

     
   

Papier, uranium et énergie

    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