Chère Science,
Malgré mon orientation vers les sciences sociales, j’ai toujours été fasciné par la physique nucléaire. Vous avez mentionné l’eau lourde dans un récent post sur Slog, et cela m’a donné envie de poser quelques questions sur ce matériau : Comment est-elle fabriquée ? Est-elle toxique ? En d’autres termes, pourrais-je la boire et constater une différence ? Est-elle vraiment plus lourde que l’eau « normale » ? Si cela ne me tuerait pas de boire ce truc, est-ce que c’est cher et quelque chose dont je pourrais acheter un gallon afin d’impressionner mes amis geeks ?
Si vous voulez construire un réacteur nucléaire de cour, l’eau lourde est votre meilleur pari. C’est une question d’hydrogène. L’eau – lourde ou légère – comprend un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène. La plupart des noyaux d’hydrogène ne sont que des petits protons solitaires. (Si vous savez qui est Ronald McDonald, mais que vous ne savez pas ceci sur l’hydrogène, retournez dans le passé et giflez-vous). Dans de rares cas, un ou deux neutrons accompagnent le proton dans l’hydrogène, doublant ou triplant son poids. L’eau lourde est tout simplement de l’eau ordinaire, dans laquelle au moins un des atomes d’hydrogène possède un neutron.
Alors, l’eau lourde est-elle réellement plus lourde que l’eau ordinaire ? Oui, mais pas de beaucoup. Vous buvez de l’eau lourde tout le temps. Elle est présente dans toute l’eau en quantités minuscules ; une molécule d’eau sur environ 3 000 est en fait de l’eau lourde. Comme les propriétés chimiques du noyau d’hydrogène plus lourd avec un neutron sont légèrement différentes, l’eau lourde commence à gommer toutes sortes de parties du corps. Si vous buvez suffisamment d’eau lourde purifiée – plus de 20 gallons, soit au moins un quart d’eau lourde – vous finirez par mourir. Un Canadien mécontent a essayé de tuer ses collègues de cette façon. Il n’a pas eu beaucoup de succès.
Pour fabriquer de l’eau lourde, il faut séparer l’eau lourde de l’eau légère, par distillation ou autre artifice. Compte tenu de la proximité chimique entre l’eau lourde et l’eau légère, cette opération est hideusement coûteuse. Seules quelques usines dans le monde peuvent le faire. Acheter cinq litres d’eau lourde où les deux atomes d’hydrogène ont le neutron supplémentaire vous coûterait environ 2 000 dollars. Du côté positif, vous pourriez impressionner vos amis geeks avec des glaçons d’eau lourde qui coulent.
Ok, mais je vous ai promis un réacteur nucléaire d’arrière-cour. Si vous voulez démarrer une réaction nucléaire en chaîne, vous devez acheter du plutonium (difficile, car même les Libyens n’en vendent plus), enrichir de l’uranium pour son isotope 235 plus fissible, ou utiliser de l’uranium non enrichi avec de l’eau lourde. Étant donné le choix entre l’enrichissement de l’uranium – qui a tendance à exploser violemment lorsqu’il est empilé trop haut – et l’enrichissement de l’eau (pour l’eau lourde), les plus sensés d’entre nous choisissent la seconde solution.
Incendiairement vôtre,
Science
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