La fusion et la fission nucléaire

Résumé du document

TPE (1re) concernant l'énergie nucléaire. Quelle est la méthode la plus appropriée pour fournir cette énergie ? Est-ce la fusion ou la fission qui produit le plus d'énergie dans des conditions identiques ? Certains projets concernant les installations futures pour produire de l'énergie par la fusion nucléaire sont aussi abordés dans ce travail.

Extraits

[...] Réacteurs à fission Modérateur Un neutron frappera plus aisément un noyau si sa vitesse n'est pas trop élevée. Pour ralentir les neutrons produits par les réactions de fission, un modérateur est utilisé. Les substances utilisées pour jouer le rôle de modérateur sont l'eau ou le graphite. Dans les REP, le modérateur est l'eau du circuit primaire. Les neutrons heurtent les molécules d'eau ce qui diminue leur vitesse. Ils ralentissent jusqu'à ce qu'ils puissent heurter un noyau fissile. L'utilisation de l'eau comme modérateur plutôt que le graphite présente deux grands avantages. D'une part, le graphite est inflammable. [...]

[...] On dit qu'il est fissile. Une des réactions possibles s'écrit : + + + . Il est aisé en écrivant la loi de conservation du nombre de nucléons de déterminer le nombre y de neutrons rapides formés : 235 + 1 = 90 + 142 + y y = 4 L'équation de la réaction de fission s'écrit donc : + + + 4 Les neutrons produits sont rapides. Après ralentissement, ils sont susceptibles de provoquer des réactions de fission en chaîne car le nombre de neutrons produits est, ici, plus grand que le nombre de neutrons consommés. [...]

[...] La Fusion dégage-t-elle plus d'énergie que le Fission ? Origine de l'énergie nucléaire La matière est constituée d'atomes. En 1912, le physicien anglais Ernest Rutherford (qui avait montré que l'atome avait un noyau), et le physicien danois Niels Bohr mettent au point un modèle dans lequel l'atome est constitué d'un noyau de charge positive entouré d'un cortège d'électrons. En 1913, Rutherford découvre le proton et en 1932, le physicien anglais Chadwick le neutron. En 1938, Hahn et Strassmann découvrent la fission spontanée et le physicien français Frédéric Joliot-Curie, assisté de Lew Kowarski et Hans Von Halban, montre, en 1939, que ce phénomène de cassure des noyaux d'uranium s'accompagne d'un intense dégagement de chaleur. [...]

[...] Leur perte de masse est plus grande par nucléon. Donc, toutes les transformations de noyaux tendant à produire des noyaux de masse moyenne vont permettre de libérer de l'énergie nucléaire. Ces transformations sont appelées réactions nucléaires. IV) La Radioactivité Un corps radioactif dégage naturellement un flux lentement décroissant de chaleur. Cette chaleur peut-être utilisée pour engendrer de l'électricité pour de petits générateurs appelés générateurs thermoélectriques à radio- isotope. Cette application est très onéreuse, et délicate à utiliser en raison du fort environnement radioactif. [...]

[...] L'uranium 235 et le californium 252 sont par exemple des noyaux spontanément fissiles. La fission induite La fission nucléaire de l'uranium. La fission induite a lieu lorsqu'un noyau lourd capture une autre particule (généralement un neutron) et que le noyau composé alors formé se désintègre en plusieurs fragments. La fission induite de l'uranium 235 par absorption d'un neutron et la réaction est du type : X et Y étant deux noyaux moyennement lourds et généralement radioactifs : on les appelle des produits de fission. [...]