Tritium - Définition

Usages

Pour la fusion nucléaire

Le taux de réaction de la fusion nucléaire est maximal pour le mélange D-T à 60 keV

Le tritium est un élément clef de la fusion nucléaire, par la grande section efficace et l'énergie dégagée par sa réaction avec le deutérium :

Tous les noyaux composés de neutrons et de protons sont chargés positivement, et se repoussent du fait de la force électrostatique qui en résulte. Cependant, quand la température et la pression sont suffisamment élevées, ils peuvent se rapprocher au point que l'interaction forte prenne le dessus et provoque la fusion en un atome plus gros.

Le noyau de tritium, formé d'un proton et de deux neutrons, a la même charge que les atomes d'hydrogène, et subit la même répulsion électrostatique. Mais les neutrons augmentent l'effet de l'interaction forte, permettant une fusion plus facile qu'entre atomes d'hydrogène.

Usage militaire

Les bombes nucléaires à fusion nucléaire sont de type tritium-tritium ou tritium-deutérium. La réaction est déclenchée par les température et pression extrêmes d'une réaction explosive de fission nucléaire d'uranium 235 ou de plutonium 239. Les neutrons dégagés par la fusion du tritium favorisent à leur tour la fission de l'uranium ou du plutonium résiduels.

Aucune publication officielle ne le dit, mais on estime que les têtes nucléaires contiennent environ 4 grammes de tritium, et qu'une bombe à neutrons en contient de 10 à 30 grammes.

Le tritium est une matière nucléaire dont la détention est réglementée en France (Article R1333-1 du code de la défense). Mais au plan international, il n'est pas considéré comme un « produit fissile » dans le TNP et ne fait pas l'objet de contrôles pour l'AIEA.

Usages non-nucléaires

Montre luminescente au tritium.

Les usages non-nucléaires n'impliquent que des traces de tritium, et ne concernent qu'une fraction très faible des quantités produites.

Le tritium gazeux est utilisé pour sa capacité à faire briller dans le noir le phosphore, avec bien moins de risque (norme ISO 3157:1991) qu'avec le radium (interdit pour la luminescence des montres et réveils en raison de sa dangerosité, notamment pour les travailleurs). Des tubes transparents emplis de gaz rendent lumineux des points (montres, chronomètres, systèmes de visée d'armes de chasse, guerre, ou tir sportif) ou des panneaux de sécurité (de type "sortie de secours" qui n'ont alors plus besoin de piles ou circuit d'alimentation, mais la plupart de ces objets peuvent perdre leur tritium en cas d'incendie).

Bien que cela soit interdit ou sévèrement réglementé dans certains pays (comme aux USA avec la nécessité d'une autorisation de l'US EPA), des capsules de tritium gazeux sont utilisées dans certaines montres ou gadgets (dits « trasers »), qui font l'objet d'un commerce illégal et éventuellement dangereux.

En France, cette pratique est soumise à autorisation de vente par le code de la santé publique ; le décret 2002-450 du 4 avril 2002 dispose ainsi qu’est « interdite toute addition intentionnelle de radionucléides artificiels et naturels, y compris lorsqu’ils sont obtenus par activation, dans les biens de consommation et les produits de construction. (...) Sont également interdites l’importation et l’exportation, s’il y a lieu sous tout régime douanier, ainsi que le placement en magasin et aire de dépôt temporaire de tels biens et produits qui auraient subi cette addition ». (cf. article R. 43-2 du code de la santé publique).

Le tritium est également utilisé dans le fonctionnement des piles bêta-voltaïques que l'on peut déjà trouver dans certains satellites. Elle ne sont pas utilisées pour le grand public, mais les chercheurs tentent de les miniaturiser pour les utiliser dans les ordinateurs portables et les téléphones. Ce type de piles présente l'avantage de fournir en continu du courant pendant environ 30 ans, que l'on s'en serve ou non, et ce sans échauffement de la pile.