1. La réaction de fusion:
* Dans la fusion, deux noyaux atomiques légers (comme les isotopes d'hydrogène) se combinent pour former un noyau plus lourd (comme l'hélium).
* Ce processus libère une énorme quantité d'énergie, dépassant l'énergie libérée dans les réactions chimiques de millions de fois.
2. Défaut de masse:
* La masse du noyau résultant est légèrement inférieure à la masse combinée des noyaux d'origine.
* Cette "masse manquante" est connue sous le nom de défaut de masse .
3. Conversion d'énergie de masse:
* Selon E =MC², la masse et l'énergie sont interchangeables.
* Le défaut de masse est converti en énergie pure, qui est libéré comme:
* énergie cinétique: Le noyau nouvellement formé et d'autres particules (comme les neutrons) se déplacent à des vitesses incroyablement élevées.
* rayonnement électromagnétique: Des photons à haute énergie (rayons gamma) sont émis.
4. Énergie de liaison:
* L'énergie libérée dans la fusion est appelée énergie de liaison .
* C'est l'énergie qui maintient les nucléons (protons et neutrons) dans le noyau.
* Plus l'énergie de liaison par nucléon est grande, plus le noyau est stable.
* Les noyaux plus lourds ont des énergies de liaison plus élevées par noyau que les noyaux plus légers.
En substance, la fusion convertit une petite quantité de masse en une énorme quantité d'énergie car:
* La forte force nucléaire qui lie les protons et les neutrons dans le noyau est extrêmement forte.
* Le défaut de masse, bien que petit, est multiplié par la vitesse de la lumière carrée (C²) dans l'équation d'Einstein, résultant en une libération d'énergie massive.
Exemple:
* Dans la fusion de deux noyaux de deutérium pour former un noyau d'hélium, le défaut de masse est d'environ 0,028 unités de masse atomique (AMU).
* En utilisant E =MC², cette petite différence de masse est convertie en une énorme quantité d'énergie, équivalente à des millions d'électrons volts (MEV).
La puissance de fusion est une source d'énergie prometteuse car elle:
* A un vaste potentiel énergétique.
* Utilise des carburants abondants et facilement disponibles comme les isotopes d'hydrogène.
* Produit un minimum de déchets radioactifs à longue durée de vie.
Cependant, la réalisation de réactions de fusion soutenues sur Terre est une entreprise technique difficile en raison des températures et des pressions extrêmes requises.
