Fission spontanée
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2008-06-24T06:22:42Z
Deep silence
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Restauration des [[Projet:Restauration des ancres brisées|ancres brisées]]
La '''fission spontanée''' (FS) est une forme de [[Physique de la radioactivité|désintégration radioactive]] caractéristique des [[isotope]]s lourds.
Elle est théoriquement possible pour tous les [[noyau atomique|noyaux atomiques]] dont la [[masse]] est supérieure à 100 [[Unité de masse atomique|uma]], c’est-à-dire à peu près plus lourd que le [[ruthénium]].
Cependant, en pratique, la fission spontanée est observée uniquement pour les noyaux atomiques dont la masse est supérieure à 230 [[Unité de masse atomique|uma]], c’est-à-dire à partir du [[thorium]]. Les [[élément chimique|éléments]] les plus susceptibles de subir une fission spontané sont les [[actinide]]s les plus massifs, comme le [[mendélévium]] et le [[lawrencium]], ainsi que les éléments trans-actanides, tel que le [[rutherfordium]]. Mathématiquement, le critère qui détermine si une fission spontanée peut se produire est:
:<math>\hbox{Z}^2/\hbox{A}\ge45.</math>
Dans le cas de l’uranium et du thorium la fission spontanée peut se produire, mais seulement pour une très faible proportion des désintégrations radioactives, et est le plus souvent négligée sauf lors de l'utilisation du [[Schéma de désintégration|schéma de désintégration]] dans la description exacte de l'activité d'un échantillon contenant ces éléments.
Comme son nom le suggère, la fission spontanée possède exactement le même processus de [[Physique de la radioactivité|désintégration]] que la [[fission nucléaire]], au détail près qu’elle se produit sans que le [[noyau atomique]] soit frappé par un [[neutron]] ou une autre [[Particule (physique)|particule]]. La fission spontanée rejette des [[neutron]]s, comme toute [[fission]], ainsi, si la [[Masse critique (réaction nucléaire)|masse critique]] est atteinte, elle peut engendrer une [[Réaction en chaîne (nucléaire)|réaction en chaîne]]. C’est pourquoi les [[radio-isotope]]s dont la désintégration nucléaire par fission spontanée n’est pas négligeable peuvent être utilisés comme source d’émission de [[neutron]]s. Le [[californium]]-252 ([[demi-vie]] de 2,645 années, ratio de fission spontanée de 3,09%) est souvent utilisé pour cet usage. Les neutrons ainsi produits peuvent alors être utilisés dans des applications telles que la recherche d'explosifs lors de la fouille des bagages dans les aéroports, la mesure de l'humidité des sols lors de la construction de routes ou sur les chantiers de construction,la mesure d'humidité des matériaux entreposés en silos.
Tant que les réactions de fission ne conduisent qu'à une diminution négligeable du nombre de noyaux spontanément fissiles, il s'agit d'un [[Processus_de_Poisson|processus de Poisson]] : pour les intervalles de temps très court, la probabilité d'une fission spontanée est proportionelle à la durée de l'intervalle.
La mesure des défauts cristallins causés par la fission spontanée de l'uranium 238 est à la base d'une méthode de [[Datation_absolue|datation absolue]].
== Taux de fission spontanée ==
Taux de fission spontanée<ref>Shultis, J. Kenneth; Richard E. Faw (2002). ''Fundamentals of Nuclear Science and Engineering''. Marcel Dekker, Inc., pp. 137 (table 6.2). {{ISBN|0-8247-0834-2}}.</ref>:
{| class="wikitable"
|-
! Nucléide
! [[demi-vie]]
! Prob. de fission par désintégration (%)
! Neutrons par fission
! Neutrons par (g.s)
|-
| <sup>235</sup>U
| 704x10<sup>6</sup> [[année|ans]]
| 2.0x10<sup>-7</sup> %
| 1.86
| 3.0x10<sup>-4</sup>
|-
| <sup>238</sup>U
| 4.47x10<sup>9</sup> [[année|ans]]
| 5.4x10<sup>-5</sup> %
| 2.07
| 0.0136
|-
| <sup>239</sup>Pu
| 2.41x10<sup>4</sup> [[année|ans]]
| 4.4x10<sup>-10</sup> %
| 2.16
| 2.2x10<sup>-2</sup>
|-
| <sup>240</sup>Pu
| 6,569 [[année|ans]]
| 5.0x10<sup>-6</sup> %
| 2.21
| 920
|-
| <sup>252</sup>Cf
| 2.638 [[année|ans]]
| 3.09 %
| 3.73
| 2.3x10<sup>12</sup>
|}
Dans la pratique, le [[plutonium 239]] contient toujours une certaine quantité de plutonium-240 en raison de l'absorption de neutrons dans les réacteurs; or le taux élevé de fission spontanée du plutonium-240 en fait un contaminant indésirable dans le plutonium de qualité militaire. Ce dernier est donc obtenu dans des réacteurs spéciaux permettant de conserver une quantité de plutonium-240 inférieure à 7%.
En ce qui concerne les [[Bombe_A#Technique de l'insertion|bombes A dites par insertion ]], la masse critique doit être obtenue en moins d'une milliseconde, durée pendant laquelle l'occurrence de fission doit être faible. La seule matière fissile utilisable dans ces bombes est donc l'uranium 235.
== Notes et références ==
<references /> <!-- aide : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Notes et références -->
{{Traduction/Référence|en|Spontaneous fission|96901578}}
{{Palette Processus nucléaires}}
{{portail physique}}
[[Catégorie:Radioactivité]]
[[ar:انشطار تلقائي]]
[[de:Spontane Spaltung]]
[[en:Spontaneous fission]]
[[fi:Spontaani fissio]]
[[ja:自発核分裂]]
[[ko:자발 핵분열]]
[[nl:Spontane splijting]]
[[pt:Fissão nuclear espontânea]]
[[sh:Spontani raspad]]
[[sr:Спонтани распад]]
[[sv:Spontan fission]]
[[ur:مختاری انشقاق]]