Utilisations du nucléaire (1)Utilisations du nucléaire (1)

MilitairesMilitaires

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

6 aot 1945

20 000 tonnes de TNT

Hiroshima et NagasakiHiroshima et Nagasaki6 aout 1945 Hiroshima est détruite9 aout 1945 Nagasaki est détruite2 bombes, 150 000 morts en quelques jours

Plusieurs autres morts à cause du cancer

Le Japon capitule

Masse critiqueMasse critique

Quantité de matière suffisante pour qu'une réaction en chaîne se produise (ex. Trappes à

souris)Avec moins de matière la réaction cesseAu point d‘équilibre on a une réaction

contrôléeAu-delà de la masse critique la réaction

s'emballe

Bombe ABombe 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

PuissancePuissance

De la bombe atomique

Très puissantePlus de 20 000 tonnes de TNT

Mais limitée par la masse critique

Fusion Fusion

Rappel

L‘énergie libérée est au moins 3 fois plus grande que celle de la fission...

Beaucoup Beaucoup d’énergied’énergie

NeutronNeutron

12

13

24

01H H He n Énergie

quation de cette fusionquation de cette fusion

Bombe HBombe HOu bombe à hydrogène

Le principe de base c'est la fusionIl 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 Bombe H (fonctionnement)

TNTFission (Bombe A) (uranium 235)Fournit la chaleur nécessaireFusion (Deutérium et Tritium)En fusionnant ces isotopes forment de l'He

Page 5.10 et 5.11 A : étage de la fissionB : étage de A : étage de la fissionB : étage de

la fusion1. Lentilles d'explosifs à hla fusion1. Lentilles d'explosifs à haute puissance2. Uranium-238 (« aute puissance2. Uranium-238 (« tampon »)3. Vide (« lévitation »)4tampon »)3. Vide (« lévitation »)4. Gaz de tritium (« surcharge », e. Gaz de tritium (« surcharge », en bleu) enfermé dans un cœur évin bleu) enfermé dans un cœur évidé de plutonium ou d'uranium5. dé de plutonium ou d'uranium5. Mousse de polystyrène6. UraniumMousse de polystyrène6. Uranium-238 (« tampon »)7. -238 (« tampon »)7. DeutérureDeutérure de lithium-6 (combustible de la f de lithium-6 (combustible de la fusion)8. Plutonium (allumage)9. Eusion)8. Plutonium (allumage)9. Enveloppe réfléchissante (réfléchit nveloppe réfléchissante (réfléchit les rayons X vers l'étage de fusionles rayons X vers l'étage de fusion) )

votre tour

Page 5.6 #5.1 et 5.2Page 5.8 #5.3 5.5Page 5.10 #5.6 5.9

Atome et électricitéAtome 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 essence

Centrales électriquesCentrales électriques

Centrale hydroélectriqueCentrale thermique conventionnelleCentrale nucléaire

FILM

Pages 5.14 5.16

Le candu et les autresLe candu et les autres

CombustibleÉlément modérateurÉlément caloporteurEnceinte de protectionCircuit fermé

Tableau numéro 5.17 à la page 5.24 est un résumé à étudier.

votre tour

Page 5.16 #5.10 5.12Page 5.20 #5.13 5.16Lire page 5.22 et 5.23

Faire #5.17 5.19

Fusion et électricitéFusion et électricitéRappel

nergie

12

13

24

01H H He n Énergie

quation 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 inconvénientsLes 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 maintenirContenir le plasma est très compliqué

TokamakRéacteur utilisé en recherche (page 5.37)

Avantages de la fusionAvantages de la fusion

3 à 4 fois plus d‘énergie que la fissionLe procédé dégage très peu de radioactivitéBeaucoup 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

votre tour

Lire page 5.33 Page 5.34 #5.29 5.32

Fin

Par Florent Martin

Centre l’Escale