Détecte le feu à l'Américium !

(titre à chanter sur l'air "I like to be in America" de West Side Story) Dans mon livre (chapitre 17, de la main de Mme Röntgen à la fission nucléaire), je donne quelques applications de la radioactivité, j’en ai donné aussi une sur ce blog, la datation au carbone 14. Je vous en présente une autre aujourd’hui, les détecteurs d’incendie à l’américium 241. La plupart des détecteurs d’incendie (hôtels, lieux publics) fonctionnent avec une mini-source de ce produit radioactif (1 gramme de ce produit permet de fabriquer 5 000 détecteurs !). Le fonctionnement en est assez simple : le détecteur est constitué de deux plaques chargées par une pile, l’une positivement, l’autre négativement. Les molécules d’azote et d’oxygène de l’air, électriquement neutres, ne sont en temps normal pas attirées par une plaque ou l’autre : le courant ne circule pas. Mais, en présence de l’américium, les choses se passent différemment : l’américium émet une radioactivité alpha (la particule alpha est un noyau d’hélium 4He2, c’est à dire un atome d’hélium sans ses deux électrons, donc chargé positivement) ; ces noyaux arrachent leurs électrons aux molécules d’azote et d’oxygène de l’air ; celles-ci s’ionisent, c’est à dire deviennent chargées positivement (le dispositif est d’ailleurs appelé une chambre d’ionisation) ;  elles sont attirées par la plaque négative, de même les électrons sont attirés par la plaque positive ; un courant permanent s’installe, fonctionnement normal du détecteur, quand il n'y a pas d’incendie. On a donc créé artificiellement un courant dans l’air situé à l’intérieur du détecteur, en le rendant conducteur grâce à l'Américium élément chimique radioactif. Que se passe-t-il alors en cas d’incendie ? Les fines particules en suspension de la fumée, dans l’espace du détecteur, viennent capter des ions, les détournant de la plaque négative : l’intensité du courant diminue, et c’est précisément ce que détecte le détecteur, déclenchant l’alarme (ou la donnant à une centrale, pour un simple capteur). L’américium est un sous-produit des centrales nucléaires, un déchet de fission. L’uranium 238 peut capter un neutron (lors du bombardement de neutrons pour la fission) sans se fissionner ; en plusieurs étapes dans le réacteur, dont certaines de radioactivité beta, il se transforme en plutonium 241. Une dernière réaction de radioactivité beta du Plutonium permet d’obtenir de l’américium en quantités non négligeables : Les réactions de radioactivité beta (comme celles-ci), dangereuses pour la vie humaine, se font toutes en réacteur nucléaire. La radioactivité alpha (comme celle qui se produit dans le détecteur) est une réaction peu puissante, non nocive.