Utilisations du nucléaire (1)

Militaires Au début on utilise l‘énergie nucléaire à des fins pacifiques. En médecine on utilise le radium Mais rapidement on met l’énergie de l’atome à profit pour fabriquer l'arme la plus meurtrière de l'histoire de l'humanité 20 000 tonnes de TNT 6 aoft 1945

Hiroshima et Nagasaki 6 aout 1945 Hiroshima est détruite 9 aout 1945 Nagasaki est détruite 2 bombes, 150 000 morts en quelques jours Plusieurs autres morts à cause du cancer Le Japon capitule

Masse critique Quantité de matière suffisante pour qu'une réaction en chaîne se produise (ex. Trappes à souris) Avec moins de matière la réaction cesse Au point d‘équilibre on a une réaction contrôlée Au-delà de la masse critique la réaction s'emballe

Bombe A (fonctionnement) Deux blocs de matière fissible Uranium 235 ou Plutonium 239 Un explosif projette les 2 blocs l'un contre l'autre On obtient une masse supérieure au seuil critique Les noyaux se divisent très rapidement Réaction en chaîne Explosion: Chaleur, souffle dévastateur et poussières radioactives Figure 5.2 page 5.7

Puissance Très puissante Mais limitée par la masse critique De la bombe atomique Très puissante Plus de 20 000 tonnes de TNT Mais limitée par la masse critique

Fusion H + H ® He + n + Énergie Rappel Neutron Beaucoup d’énergie Iquation de cette fusion 2 H + 3 H ® 4 He + 1 n + Énergie 1 1 2 L‘énergie libérée est au moins 3 fois plus grande que celle de la fission...

Bombe H Le principe de base c'est la fusion Ou bombe à hydrogène Le principe de base c'est la fusion Il y a plus de perte de masse donc plus d‘énergie que pour la fission Comme expérience on a fait sauter des bombes H 1000 fois plus puissantes que la bombe atomique. Théoriquement il n'y a pas de limite à sa puissance

Bombe H (fonctionnement) TNT Fission (Bombe A) (uranium 235) Fournit la chaleur nécessaire Fusion (Deutérium et Tritium) En fusionnant ces isotopes forment de l'He Page 5.10 et 5.11 A : étage de la fission B : étage de la fusion 1. Lentilles d'explosifs à haute puissance 2. Uranium-238 (« tampon ») 3. Vide (« lévitation ») 4. Gaz de tritium (« surcharge », en bleu) enfermé dans un cœur évidé de plutonium ou d'uranium 5. Mousse de polystyrène 6. Uranium-238 (« tampon ») 7. Deutérure de lithium-6 (combustible de la fusion) 8. Plutonium (allumage) 9. Enveloppe réfléchissante (réfléchit les rayons X vers l'étage de fusion)

A votre tour Page 5.6 #5.1 et 5.2 Page 5.8 #5.3 B 5.5 Page 5.10 #5.6 B 5.9

Atome et électricité Comment fait-t-on de l‘électricité? Avec un générateur On a donc besoin d'une force fournie par.... L'eau, le vent, la vapeur ou un moteur B essence

Centrales électriques Centrale hydroélectrique Centrale thermique conventionnelle Centrale nucléaire FILM Pages 5.14 B 5.16

Le candu et les autres Combustible Élément modérateur Élément caloporteur Enceinte de protection Circuit fermé Tableau numéro 5.17 à la page 5.24 est un résumé à étudier.

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Fusion et électricité H He n Énergie + ® Rappel Inergie 1 2 3 4 H He n Énergie + ® Iquation de cette fusion L‘énergie libérée est au moins 3 fois plus grande que celle de la fission Comment produire et utiliser cette énergie? Nous en sommes au stade du laboratoire

Les inconvénients Le plasma (quatrième phase de la matière) C'est une masse d'ions, d'atomes et d‘électrons qui se déplace à toute vitesse. Température extrême difficile à maintenir Contenir le plasma est très compliqué Tokamak Réacteur utilisé en recherche (page 5.37)

Avantages de la fusion 3 à 4 fois plus d‘énergie que la fission Le procédé dégage très peu de radioactivité Beaucoup moins de déchets radioactifs Moins de risques d'explosion La chaleur se contrôle mieux qu'une réaction en chaîne (pas de chaleur, pas de fusion) Combustible presque illimité Projet ITER C’est un rêve attrayant

Lire page 5.33 Page 5.34 #5.29 B 5.32 A votre tour Fin Par Florent Martin Centre l’Escale