# Isotope fissile

Un isotope fissile est un élément chimique dont le noyau atomique peut subir une fission nucléaire sous l'effet d'un bombardement par des neutrons thermiques ou rapides. Le seul isotope fissile naturel par des neutrons thermiques est l'uranium 235, les autres étant produits artificiellement.
Le terme « fissible », à l'emploi moins répandu, peut renvoyer soit à des isotopes fissiles, soit à des isotopes susceptibles de fissionner uniquement sous l'effet d'un bombardement de neutrons rapides à l'exclusion des neutrons thermiques, soit à des isotopes susceptibles de fissionner par des neutrons rapides.

## Définition

Un isotope est dit fissile si son noyau atomique peut subir une fission nucléaire sous l'effet d'un bombardement par des neutrons thermiques ou rapides. Le seul isotope fissile naturel par des neutrons thermiques est l'uranium 235, les autres étant produits artificiellement (voir liste ci-dessous).
Un isotope « fissible » est, selon les sources :
* soit simplement un isotope fissile ;
* soit un isotope avec lequel il est possible d'obtenir une réaction en chaîne par des neutrons rapides (selon cette définition, l'uranium 238 n'est pas fissible mais le plutonium 240 l'est) ;
* soit un isotope susceptible de fissionner sous l'effet d'un bombardement de neutrons rapides.

## Principaux isotopes fissiles

Les principaux isotopes fissiles avec un neutron thermique sont :
* protactinium : 230 91Pa ;
* thorium : 227 90Th ;
* uranium : 231 92U, 232 92U, 233 92U et 235 92U ;
* neptunium : 236m 93Np et 238 93Np ;
* plutonium : 236 94Pu, 237 94Pu, 239 94Pu, 241 94Pu et 243 94Pu ;
* américium : 241 95Am, 242m 95Am, 242 95Am et 244 95Am ;
* curium : 242 96Cm, 243 96Cm, 245 96Cm et 247 96Cm ;
* californium : 249 97Cf et 251 97Cf.
Lorsque les neutrons sont rapides, d'autres noyaux peuvent fissionner.

## Production

Seul l'uranium 235 se trouve dans la nature, et constitue de ce fait le point d'entrée du cycle du combustible nucléaire : les autres isotopes sont obtenus par transmutation d'isotope fertile. Ils ne sont pas tous exploitables de manière industrielle.
* 233 92U est produit par le cycle du thorium, dont il constitue l'élément fissile.
* 239 94Pu et 241 94Pu sont produits dans le cycle du plutonium : ils participent à la production d'énergie à partir de l'uranium, mais peuvent également servir de combustibles dans les cycles surgénérateurs. Ces deux isotopes sont des constituants du plutonium qui peut être récupéré par retraitement nucléaire. La demi-vie de 241 94Pu, qui n'est que de 14,3 ans, le rend difficilement exploitable de manière autonome.
* 241 95Am fait également partie du cycle du plutonium ; mais sa demi-vie de 432 ans le rend très radioactif et difficilement exploitable industriellement.
* Le 227 90Th a une période de 18,5 jours, le 238 93Np a une demi-vie de 2,11 jours, le 243 94Pu une demi-vie de moins de cinq heures, 242 95Am de 16 h et 244 95Am de 10 h : ces demi-vies très faibles les rendent en pratique impropres à un quelconque usage technique.
* Les isotopes 249 98Cf et 251 98Cf ne sont pas commodément productibles en quantité significative.
* Parmi les isotopes du curium (qui appartiennent tous au cycle du plutonium), seul le 245 96Cm a une demi-vie suffisante pour une éventuelle exploitation technique.

## Emploi

Dans les filières industrielles actuelles, l'uranium 235 et les isotopes $^{239}$Pu et $^{241}$Pu du plutonium servent à un usage civil (combustible dans les réacteurs nucléaires) ou militaire (bombe A).
L'uranium 233 est aussi utilisé dans le cycle du thorium, mais de manière plus confidentielle, principalement pour le programme nucléaire de l'Inde.