Les centrales nucléaires aux États-Unis fournissent environ 20 % de l' électricité dont le pays a besoin chaque année. Les centrales nucléaires en France fournissent à ce pays environ 77 % de l'électricité dont il a besoin chaque année [source : NEI ]. De quel élément de base, trouvé en abondance sur Terre, ces centrales nucléaires ont-elles besoin pour produire ces énormes quantités d'énergie ? La réponse est l'uranium.
La fission nucléaire se produit lorsqu'un atome se divise en deux, créant de l'énergie. La fission spontanée se produit tout le temps. L'uranium subit une fission spontanée à un rythme très lent et émet un rayonnement. L'uranium 235 (U-235) ne se trouve que dans environ 0,7 % de l'uranium naturel, mais il est bien adapté à la production d'énergie nucléaire. C'est parce qu'il se désintègre naturellement par un processus connu sous le nom de rayonnement alpha. Cela signifie qu'il libère une particule alpha (deux neutrons et deux protons connectés ensemble). Une autre raison pour laquelle l'U-235 est idéal pour produire de l'énergie nucléaire est que, contrairement à la plupart des matériaux, l'U-235 peut subir une fission induite. Lorsqu'un neutron libre entre en collision avec un noyau U-235, le noyau capture généralement le neutron et se divise extrêmement rapidement. La division d'un seul atome d'U-235 peut libérer environ 200 MeV (millions d'électrons-volts).
Lorsque l'atome d'uranium se divise, beaucoup de chaleur est libérée, ainsi qu'un rayonnement gamma (photons de haute énergie). Les deux atomes résultants émettent également un rayonnement gamma, en plus du rayonnement bêta (électrons très rapides). Les produits de la fission, ainsi que leurs neutrons, pèsent moins que l'atome d'U-235 d'origine. La différence de poids devient de l'énergie et peut être calculée à l'aide de l'équation E=mc2.
Pour que l'uranium soit adapté à la production d'électricité dans les centrales nucléaires, il doit être enrichi de manière à contenir au moins trois pour cent d'U-235.
