L’alchimie et la physique nucléaire

Passons à un sujet plus terre à terre, traitant de notre propre réalité plutôt que de mondes imaginaires. Parlons d’alchimie et de physique nucléaire.

Vous ne voyez pas le rapport ? Tant mieux, mon article servira au moins à vous étonner. Et au passage, vous allez en apprendre plus sur un domaine scientifique qui n’a pas vraiment la côte. N’est-ce pas formidable ?

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1. Le désir le plus cher de l’alchimiste

L’alchimie, fondamentalement, n’est rien de plus que les balbutiements de la chimie moderne. De nos jours, voir un alchimiste en action nous ferait bien rire. Mais en même temps, ils avaient tellement de choses à découvrir sur l’infiniment petit que ça ne m’étonne même pas qu’ils se soient autant trompés.

Aristote, par exemple, pensait que l’Univers était composé de 4 éléments (l’Eau, la Terre, l’Air et le Feu). Alors que récemment, l’existence du 117^ème atome de la classification a été prouvée. Et il est entièrement artificiel, de surcroît.

Malheureusement, les alchimistes se sont basés sur les suppositions d’Aristote, on ne peut donc pas trop leur en vouloir de ne pas avoir trouvé grand-chose. Et vous le savez peut-être, mais les alchimistes pensaient d’ailleurs pouvoir créer une substance aux pouvoirs incroyables. Je veux bien sûr parler de la légendaire Pierre Philosophale.

On lui accorde trois pouvoirs (d’après Wikipédia, merci Wikipédia) :

• Le pouvoir de guérir les maladies. De nos jours, on sait en guérir une grande partie avec plus ou moins de succès et d’effets secondaires, mais à l’époque, ça devait effectivement être un rêve de pouvoir se débarrasser de ça. On en rêve encore aujourd’hui, d’ailleurs.
• Le pouvoir de « prolonger la vie humaine au-delà de ses bornes naturelles» (citation de Wikipédia, j’aime bien comment la phrase est tournée). Ça, on l’a déjà fait jusqu’à une moyenne de 80 ans. Après, tout dépend de ce que l’on considère comme « bornes naturelles ».
• Le pouvoir de transformer les métaux sans valeur en métaux précieux, et en particulier le plomb en or.

C’est ce pouvoir qui m’intéresse le plus. Parce que là où les alchimistes ont échoué, la physique nucléaire a réussi (du moins en théorie).

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2. La fission nucléaire

J’en ai parlé précédemment, la nature est composée d’une centaine d’éléments (plus exactement 94 éléments naturels, et le reste créé par l’Homme). Pour faire simple, ces éléments, qu’on appelle les atomes, sont composés de trois particules : les électrons, les protons et les neutrons. Ils sont classés selon le nombre de protons qui les composent. Le sixième élément (le carbone) a donc six protons. C’est aussi simple que ça.

Un atome peut être vu comme le système solaire, où les planètes sont les électrons qui gravitent autour du Soleil, autrement dit le noyau atomique qui regroupe les protons et les neutrons. Cette représentation n’est pas tout à fait la bonne, surtout en ce qui concerne l’orbite des électrons, mais j’en reparlerai dans un autre article.

Ici, il s’agit apparemment du lithium, avec ses 3 protons.

Si vous vous intéressez aux électrons, vous entrez dans le domaine de la chimie. Si vous préférez regarder de plus près le noyau, alors vous voilà sur les terres de la bien nommée physique nucléaire (« nucléaire » signifiant « noyau », pour les deux du fond qui ne suivent pas).

Ok, nous y voilà donc. Maintenant, imaginez la taille de l’uranium 235, utilisé dans les centrales nucléaires, et qui comporte donc 235 particules dans son noyau (92 protons, ce qui en fait le 92^ème élément, et le reste – 143 – de neutrons). C’est gros. Très gros. À tel point que ça peut se casser en deux. Voilà la fission nucléaire.

On obtient du krypton et du baryum. Ça ne vous dit probablement rien (à part la kryptonite), mais sans vous en rendre compte, on a fait ce que la Pierre Philosophale promettait de faire : transformer un élément en un autre !

Bon, ok, le krypton et le baryum sont relativement précieux, mais ça n’a pas la classe de l’or ou de l’argent. Voyons autre chose.

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3. La radioactivité

La radioactivité, ah, beurk, bouh, caca, pas bon. C’est ce qu’on pense en général, et ce n’est pas faux vu les dégâts que ça fait à forte dose (surtout, n’allez pas voir sur Google Images, ce n’est vraiment pas beau à voir). Mais n’oubliez pas que c’est en partie ce qui fait que le centre de la Terre est encore chaud, et donc qu’on a entre autre un bouclier magnétique qui nous protège. Mars l’a perdu, elle, et voyez ce qu’elle est devenue.

Revenons-en à nos moutons. La radioactivité, pour faire très (très très) simple, c’est quand un atome se débarrasse d’un neutron, d’un proton, ou des deux en même temps, parce qu’il en a trop.

Mais les éléments sont défini par leur nombre de protons, on est d’accord ? Donc si un atome se débarrasse d’un ou de plusieurs protons, il se transforme en un autre élément.

Prenons donc le plomb, avec ses 82 protons, et forçons-le (parce qu’il ne fera pas ça naturellement) à perdre 3 protons (et des neutrons au passage si besoin est). On se retrouve alors avec un atome possédant 79 protons, qui est, attendez que je regarde dans la classification (j’aime bien maintenir le suspense)… Mais oui, il s’agit de l’or !

La radioactivité forcée, c’est possible. On le fait en médecine. Et donc théoriquement, on peut  prendre du plomb et le transformer en or ! Prends ça dans la face, Pierre Philosophale !

Bon, ça, c’est théorique. Et même si on trouve un moyen de le faire, ça ne vaudra probablement pas le coup, d’autant plus qu’on risque de se retrouver avec des impuretés radioactives dans l’or, voire de l’or lui-même radioactif qui se transformerait en autre chose au fil du temps.

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Conclusion

Comme quoi, on peut faire des choses incroyables quand on s’amuse un peu avec la matière. Parmi les applications plus intéressantes que celle d’espérer transformer le plomb en or, il y a les rayons X (ce n’est pas de la radioactivité, parce que les atomes qui produisent des rayons X ne perdent pas de proton ou de neutron, mais ça y ressemble beaucoup) et l’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique, et on enlève volontairement le mot Nucléaire qui devrait venir derrière), biens connus dans les hôpitaux, ou encore les sondes gamma, qui pour le coup sont vraiment radioactives, et qui servent entre autres choses à repérer les fissures dans les poutres métalliques quand on construit un bâtiment.

J’espère que cet article de vulgarisation scientifique vous aura plus. Je ne suis pas encore beaucoup rentré dans les détails, les lecteurs qui s’y connaissent me le reprocheront sûrement, mais rassurez-vous, je n’ai pas fini de parler de ces merveilles que sont les atomes. Après tout, la chimie est mon domaine scientifique de prédilection…