Utilisations du nucléaire (1)

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1 Utilisations du nucléaire (1)

2 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 tonnes de TNT 6 aoft 1945

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

4 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

5 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

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

7 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...

8 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

9 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)

10 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

11 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

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

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

14 Page 5.16 #5.10 B 5.12 Page 5.20 #5.13 B 5.16 Lire page 5.22 et 5.23
A votre tour Page 5.16 #5.10 B 5.12 Page 5.20 #5.13 B 5.16 Lire page 5.22 et 5.23 Faire #5.17 B 5.19

15 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

16 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)

17 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

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