La réaction de fission est exploitée dans les réacteurs du parc électronucléaire français en service. Ici, dans la centrale de Paluel en Seine-Maritime. (©EDF-Francis Chanteloup)
La fission nucléaire divise un noyau atomique lourd en deux noyaux plus légers, tandis que la fusion nucléaire combine deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd, les deux processus libérant de l'énergie.
Points communs
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. Les atomes constituant la matière comprennent chacun un noyau hyperdense (assemblant des protons chargés électriquement et des neutrons) entouré d’électrons.
Différences
La fission nucléaire est le processus par lequel un noyau atomique lourd se scinde en deux noyaux plus légers, libérant de l'énergie et des neutrons. En revanche, la fusion nucléaire consiste à combiner deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd, libérant également une grande quantité d'énergie.
Principe des réactions nucléaires de fission et de fusion. (©Connaissance des Énergies)
Fission nucléaire
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.
Fusion nucléaire
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 près de 150 millions de degrés Celsius) est encore au stade de la recherche (Iter) et n’est pas envisageable avant plusieurs décennies.
