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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