De quoi est composé l'atome?

22 mars 2016 | François-Nicol…

oute la matière est composée d’atomes : les pierres, ton corps, l’eau que tu bois, l’air que tu respires!

Par exemple, ta peau est formée de cellules, qui contiennent beaucoup de morceaux plus petits et aussi beaucoup d’eau. Et qu’est-ce qu’il y a dans une molécule d’eau? Des atomes! Plus précisément, deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, d’où le fameux H2O. Les atomes sont comme des blocs qui peuvent s’assembler et former toutes sortes de molécules très utiles. Tu ne vivrais pas sans eau!

Pendant un certain temps, on a cru que les atomes étaient les « blocs » les plus petits qui existaient. Mais on a découvert qu’ils sont en fait formés de particules encore plus petites. Un atome est formé :

  • d’un noyau, qui contient :

        -des protons (en rouge sur l’image) et

        -des neutrons (en bleu);

  • d’électrons (en noir), du noyau qui sont en orbite autour du noyau
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Image : CC BY-SA 3.0 Halfdan (modifiée par le Centre des sciences)

 

En réalité, les électrons sont beaucoup plus petits que les protons, et surtout beaucoup plus loin du noyau que sur cette image! Pour découvrir à quel point, regarde cette courte vidéo :

 

ET ONT-ILS UN LIEN AVEC LES BOMBES ATOMIQUES?

Malheureusement, oui. Au 20e siècle, des scientifiques ont réussi à faire éclater les noyaux de gros atomes. Par exemple, les atomes d’uranium contiennent 92 protons, contre un seul pour les noyaux d’hydrogène. Cette réaction s’appelle la « fission nucléaire », et elle libère une énorme quantité d’énergie. On appelle ces bombes les « bombes A », pour « bombes atomiques ».

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Image : © National Nuclear Security Administration

 

Très rapidement, des chercheurs ont trouvé une façon de libérer encore plus d’énergie… en faisant exactement le contraire. Plutôt que de faire éclater de gros atomes, ils ont « collé » des petits atomes ensemble, comme les atomes d’hydrogène, pour en faire des plus gros : c’est ce qu’on appelle la fusion nucléaire, une réaction qui génère encore plus d’énergie que la fission. C’est ça qu’on a appelé la « bombe H » (pour « hydrogène »), ou « bombe thermonucléaire ». 

En conclusion, une autre question :

ON PEUT FAIRE AUTRE CHOSE QUE DES BOMBES?

Comme je viens de le mentionner, la fission nucléaire et la fusion nucléaire génèrent énormément d’énergie. Or les humains ont toujours besoin d’énergie!

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Image: CC BY-SA 2.5 Lothar Neumann, Gernsbach. Note que ce n’est pas de la fumée qui s’échappe des réacteurs mais de la vapeur.

 

De nombreux réacteurs nucléaires ont été construits dans le monde pour produire de l’électricité. Ils fonctionnent grâce à la fission nucléaire (faire éclater des atomes). L’avantage est qu’ils ne produisent pas de gaz à effet de serre, responsables du changement climatique. Mais ils ont de gros inconvénients : ils produisent des déchets radioactifs dont on ne parvient pas à se débarrasser, et ils peuvent parfois devenir dangereux pour les populations et l’environnement – tu te rappelles de l’accident de Fukushima, au Japon, en 2011? Des scientifiques cherchent donc  à mieux contrôler la fusion nucléaire pour produire de l’énergie, car elle n’a pas ces inconvénients. Et en plus, ce serait sympa d’y parvenir, car on réussirait alors à reproduire exactement ce qui se passe dans le Soleil, qui est un énorme réacteur à fusion nucléaire!

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Image : NASA

Sources

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