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Considérons l’exemple suivant de fission nucléaire : U 235 92 plus n 1 0 forment Ba 142 56 plus Kr 91 36 plus 3 X 1 0. Quelle particule subatomique est représentée par X ? (A) un électron, (B) un quark, (C) un neutron, (D) un proton ou (E) un positon.
La fission nucléaire est un processus au cours duquel les gros noyaux se divisent en noyaux plus petits, ce qui libère de très grandes quantités d’énergie. Les réactions de fission nucléaire sont couramment utilisées dans les réacteurs des centrales nucléaires pour produire de l’électricité. Dans les réacteurs nucléaires, les atomes d’uranium 235 se divisent souvent en deux éléments plus petits : le baryum 144 et le krypton 89. Beaucoup d’énergie est libérée au cours de ce processus. De plus, deux ou trois neutrons sont généralement libérés.
Dans un réacteur nucléaire, le processus de fission correspond à une réaction en chaîne. Chaque fission, qui fractionne l’uranium 235 pour libérer de l’énergie, nécessite un neutron tout en produisant environ trois neutrons. Supposons que nous débutions avec un neutron qui divise l’atome d’uranium 235, ce qui libère de l’énergie et trois neutrons. Ensuite, ces trois neutrons peuvent fractionner trois autres atomes d’uranium 235, qui libèrent chacun trois autres neutrons, ce qui donne un total de neuf neutrons. Ensuite, ces neuf neutrons peuvent fractionner neuf autres atomes d’uranium 235, ce qui libère un total de 27 neutrons, et ainsi de suite.
Si cette réaction en chaîne n’est pas contrôlée, elle se produit de façon exponentielle, ce qui génère très rapidement de plus en plus de neutrons tout en fractionnant de plus en plus d’atomes d’uranium 235. Chaque fission dégage énormément d’énergie, ce qui peut être très dangereux. La réaction est contrôlée à l’aide de barres de contrôle, qui absorbent les neutrons et ralentissent la réaction afin qu’elle se poursuive à une vitesse plutôt constante.
Pour chaque fission de l’uranium 235, trois neutrons sont généralement produits. Par conséquent, la particule subatomique représentée par X est (C), un neutron.
