Dès l'antiquité, certains savants( comme Démocrite, IVème siècle avant J.C. commencent à penser que la matière est composée de grains insécables.
En 1896, Henri Becquerel, un physicien français, découvre la radioactivité, c'est à dire l'émission de radiations, des composants d’uraniums.
Peu de temps après, Pierre et Marie Curie se lancent alors sur les traces de nouvelles substances radioactives(c'est d'ailleurs eux qui ont inventé ce terme) et, en 1898, ils découvrent le polonium puis le radium.
Mais à la même période, Ernest Rutherford découvre que la radioactivité est associée à un phénomène de transmutation : en se désintégrant, un noyau devient un autre élément chimique.
Et en 1919, Rutherford réalise la première transmutation artificielle, il bombarde des noyaux d'azote avec des noyaux d'hélium et obtient de l'oxygène.
L'avancée suivante est réalisée par Irène Curie, fille de Marie Curie, et Frédéric Joliot. Ils produisent un isotope radioactif du phosphore qui n'existe pas à l'état naturel, on parle de radioactivité artificielle.
Peu à peu, le monde scientifique commence à entrevoir une porte à la création contrôlée de noyaux radioactifs.
Puis en 1938, des physiciens allemands découvrent que l'uranium est un élément fissile.
Et suite à cela, Frédéric Joliot met en évidence la production de neutrons lors de la fission d'uranium.
Il démontre qu'une réaction en chaîne est susceptible de fournir une incroyable quantité d'énergie.
Bon, j'imagine que vous connaissez le progrès qui vient après...
Non ?Vous voyez pas ?La Guerre Mondiale éclate et que ce soit du côté des Alliés ou de l'Axe, les scientifiques essayent de mettre au point la bombe nucléaire, les allemands finissent par se décourager et c'est finalement les américains qui mettent au point la première pile atomique en 1942.
Dès lors, le "Projet Manhattan" est lancé, basé à Los Alamos et dirigé par Robert Oppenheimer dont le but est de mettre au point "Les bombes extrêmement puissantes d'un type nouveau" dont parle Einstein dans un de ses courriers à Roosevelt.
Le 16 juillet 1945, un essai de bombe atomique est concluant et explose dans le désert du Nouveau Mexique.
Les 6 et 9 août, deux autres bombes sont lâchées sur les villes japonaises d'Hiroshima et Nagasaki, tuant de manière immédiate ou retardée des centaines de milliers de personnes.
Les forces de l'Axe capitulent très rapidement suite à cette menace.
Bien que la guerre mondiale soit gagnée, la physique nucléaire a définitivement perdu son innocence…

Je pense qu'il est bon, avant d'entamer les définitions de la fission et de la fusion nucléaire, de rappeler ce que sont des isotopes.

Un atome reste en toute circonstance électriquement neutre( je parle bien d'atome pas d'ion), donc on ne peut par conséquent pas avoir un atome avec un nombre de protons différent du nombre d'électrons. Toutefois, les neutrons n'ont pas de charge électrique, donc on la possibilité d'en rajouter à l'atome et ainsi d'avoir deux atomes aux propriétés différentes mais étant pourtant du même élément chimique : on parle d'isotope.

C'est bien beau de connaître l'histoire, mais concrètement, ça marche comment la fission et la fusion nucléaire ?C'est quoi la différence ?

On va commencer par la fission nucléaire qui est l'éclatement d'un noyau instable en deux noyaux plus légers ainsi que quelques particules élémentaires. Cet éclatement produit un dégagement de chaleur, et donc de l'énergie.

La fission spontanée n'existe que par l'uranium 235 qui est le seul élément naturellement fissile, qui ne nécessite pas d'actions de l'homme.
Concrètement, pour créer une réaction de fission nucléaire, on doit provoquer un impact entre un élément fissile avec un neutron ce qui va déséquilibré le noyau de l'atome qui va se transformer en deux noyaux plus légers mais qui sont toutefois instables, on les appelle les produit de fission. Ces produits de fission sont éjectés à vitesse extrêmement élevé ce qui produit une énergie gigantesque. Ce qui est intéressant, c'est qu'on peut créer une réaction en chaînes en créant un impact entre des neutrons et ces produits de fissions qui vont donc eux-même se séparer et produire de l'énergie. C'est évidemment ce qu'on fait dans les usines nucléaires.
Pour vous donner un ordre d'idée, un gramme d'uranium 235 permet de produite autant d'énergie que plusieurs tonnes de charbon.

Bon maintenant qu'on a vu la fission, on va pouvoir voir ce qu'est la fusion.

En fait, c'est à peu près l'inverse, pour la fission on avait besoin d'un atome lourd qu'on bombardait avec un neutron pour forme deux atomes plus léger ainsi que d'autres particules, là, on a besoin de deux ou plus noyaux atomiques légers( comme l'hydrogène, élément le plus léger) qui vont s'unir pour former un noyau plus lourd( comme par exemple l'hélium dans ce cas, qui est le deuxième élément le plus léger).

Sur l'image, on peut voir du deutérium et du tritium, il s'agit en fait d'isotope d'atomes d'hydrogène.
La fusion nucléaire est plus difficile à mettre en pratique que la fission car il faut rapprocher des atomes au point qu'ils se collent et s'unissent. On a donc besoin de porter la température de ces atomes à très haute température( environ 100 millions de degrés) ainsi que d'effectuer une très forte pression. La fusion produit à peu près 10 fois plus d'énergie que la fission. De plus, la fusion ne produit pas de déchets radioactifs puisque les produits de fusion sont stables contrairement aux produit de la fission. L'énergie qu'on peut voir dans les étoiles provient justement de la fusion, on peut observer que le Soleil poursuit des cycles de réactions de fusion nucléaire.

J'imagine que vous vous demandez comment on est capable d'atteindre une telle température pour déclencher la fusion.
Et bien, dans le cas de la bombe H, on utilise une bombe A pour servir "d'allumette".

En conséquence de ces découvertes, on peut noter une nouvelle source d'énergie : l'énergie nucléaire.

Elle représente à peu près 80% de l'énergie produite par la France et a l'avantage de ne pas polluer, bien que dans les usines nucléaires, on utilise des systèmes de refroidissement qui rejette de l'eau chaude dans des cours d'eau et modifie partiellement l'environnement.
De plus, c'est une énergie extrêmement dangereuse si il y a un accident( Fukushima ou Tchernobyl par exemple...)

Ces découvertes sont également à l'origine de la création des bombes nucléaires qui représentent un danger de taille pour l'humanité.