Uranium 235

L’uranium 235, noté Modèle:ExpU, est l'isotope de l'uranium dont le nombre de masse est égal à 235 : son noyau atomique compte Modèle:Unité et Modèle:Unité avec un spin 7/2- pour une masse atomique de Modèle:Unité. Il est caractérisé par un excès de masse de Modèle:Unité, et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de Modèle:Unité. Son abondance naturelle est de 0,7204 %, l'uranium naturel étant constitué à 99,2742 % d'uranium 238 et d'une infime partie (0,0055 %) d'uranium 234.

Un gramme d'uranium 235 présente une radioactivité de Modèle:Unité. Un kilogramme d'isotope Modèle:ExpU pur est le siège de Modèle:Unité par seconde.

Sa chaîne de désintégration appartient à la famille Modèle:Nobr (Modèle:ExpU et [[Plutonium 239|Modèle:ExpPu]]). Il se désintègre spontanément en Modèle:Nobr par Modèle:Nobr avec une période radioactive de Modèle:Unité d'années, et une énergie de désintégration de Modèle:Unité. Il connaît également d'autres modes de désintégration, notamment la fission spontanée et la radioactivité de clusters. L'énergie libérée par la fission d'un atome d'Modèle:Nobr est de Modèle:Nobr, soit Modèle:Nobr.

C'est un isotope fissile, car il se désintègre également sous l'effet d'un neutron thermique incident émis, par exemple, lors d'une fission spontanée, émettant à son tour, avec les produits de fission, plusieurs autres neutrons susceptibles chacun de provoquer la fission d'autres noyaux d'Modèle:Nobr : c'est ce qu'on appelle une réaction en chaîne. Celle-ci ne s'observe qu'une fois atteinte la masse critique de matériau fissile, laquelle dépend notamment de la concentration de l'isotope fissile, et donc ici du degré d'enrichissement de l'uranium en isotope Modèle:ExpU. La masse critique peut être abaissée — ou la concentration d'isotope fissile réduite — si les neutrons sont modérés, car la probabilité de fission est plus élevée avec les neutrons thermiques : environ Modèle:Unité, contre à peine Modèle:Unité pour les neutrons rapides.

Si les bombes nucléaires les plus performantes sont généralement réalisées en Modèle:Unité (qui est un matériau fissile un peu plus énergétique), les premières l'ont été en Modèle:Nobr, ce qui nécessitait des enrichissements à au moins 85 % d'isotope Modèle:ExpU. Il demeure néanmoins possible de construire des bombes avec de l'uranium enrichi à seulement 20 % moyennant une masse critique plus élevée ou le recours à des technologies pointues mettant en œuvre des réflecteurs de neutrons.

Chaîne de désintégration naturelle

${}_{\mathrm{9}\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{5}}\mathrm{U}\underset{7,038\times 10^{8}a}{\overset{\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{1}}\mathrm{T}\mathrm{h}\underset{25,52h}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{9}\mathrm{1}}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{1}}\mathrm{P}\mathrm{a}\underset{3,276\times 10^{4}a}{\overset{\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}\mathrm{A}\mathrm{c}\left\{\begin{array}{c}\underset{21,773a}{\overset{98,62\mathrm{\%}{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}\text{Th}\underset{18,718j}{\overset{\alpha }{\to }}\\ \underset{21,773a}{\overset{1,38\mathrm{\%}\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{7}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{3}}\text{Fr}\underset{21,8min}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}\end{array}\right\}{}_{\mathrm{8}\mathrm{8}}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{3}}\mathrm{R}\mathrm{a}\underset{11,434j}{\overset{\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{6}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{9}}\mathrm{R}\mathrm{n}$

${}_{\mathrm{8}\mathrm{6}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{9}}\mathrm{R}\mathrm{n}\underset{3,96s}{\overset{\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{5}}\mathrm{P}\mathrm{o}\underset{1,778ms}{\overset{\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{P}\mathrm{b}\underset{36,1min}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{B}\mathrm{i}\left\{\begin{array}{c}\underset{2,13min}{\overset{99,73\mathrm{\%}\alpha }{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{1}}^{\mathrm{2}\mathrm{0}\mathrm{7}}\text{Tl}\underset{4,77min}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}\\ \underset{2,13min}{\overset{0,27\mathrm{\%}{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{8}\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{1}}\text{Po}\underset{0,516s}{\overset{\alpha }{\to }}\end{array}\right\}{}_{\mathrm{8}\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{0}\mathrm{7}}\mathrm{P}{\mathrm{b}}_{\mathrm{(}\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{b}\mathrm{l}\mathrm{e}\mathrm{)}}$

L'uranium 235 connaît également d'autres modes de désintégration, mais beaucoup plus rares (bien inférieur à 0,1% des cas).

Rendement	Nucléide final	Commentaire
100,276 %	207Pb
Modèle:Unité	[[Thallium 205|Modèle:ExpTl]]	Par radioactivité de clusters : Modèle:ExpRa ⟶ Modèle:14C + Modèle:ExpPb, puis décroissance du plomb 209
Modèle:Unité	[[Plomb 206|Modèle:ExpPb]]	Par radioactivité de clusters : Modèle:ExpU ⟶ Modèle:25Ne + Modèle:ExpPb, puis décroissance du plomb 210
Modèle:Unité	[[Plomb 208|Modèle:ExpPb]]	Par radioactivité de clusters : Modèle:ExpPa ⟶ Modèle:23F + Modèle:ExpPb

Utilisation dans les centrales nucléaires

Isotope fissile, l'uranium 235 est le combustible primaire de la plupart des réacteurs nucléaires.

Voir aussi

Articles connexes

• Uranium
• Isotope fissile
• Table des isotopes

Liens externes

• Uranium sur le site de l'IRSN.