Énergie nucléaire et production d'énergie électrique

Thèmes abordés

Énergie nucléaire, énergie électrique, fission nucléaire, déchets radioactifs, combustible fossile, puissance électrique, chimie

Résumé du document

Ce document propose 2 exercices corrigés sur le fonctionnement des centrales nucléaires et électriques.

Extraits

[...] L'énergie fournie pendant 1s est donc de 63MJ. La masse de pétrole à bruler est donc de ? = = ?kg. On ne peut pas déduire qu'il suffirait de brûler cette masse de pétrole à chaque seconde pour obtenir la même énergie électrique fournie par la centrale hydroélectrique car le pétrole est un combustible fossile (donc en quantité limitée) et de plus sa combustion est génératrice de pollution (rejet de dioxyde de carbone) pour l'environnement. Ce n'est pas le cas lorsqu'on utilise l'énergie potentielle de pesanteur de l'eau. [...]

[...] Exercice 2 - Production d'énergie électrique Question 1 L'eau retenue par le barrage se trouve initialement sous forme d'énergie potentielle de pesanteur. La conversion en énergie électrique se fait lorsque l'eau dévale la pente (sous l'effet de pesanteur) dans les canalisations vers la centrale électrique et active une turbine. Question 2 La puissance électrique est donnée par la formule ? = avec ? = ???, d'où ? = ? =?? Δ?. On notera ?? = Δ ? le débit massique de l'eau (exprimé en kg/s). [...]

[...] Question 2 La fission nucléaire est une réaction en chaîne car sous l'impact de neutrons les noyaux lourds se brisent pour donner deux noyaux plus petits qui eux-mêmes se briseront lorsqu'ils rencontreront d'autres noyaux dits fissiles ou des neutrons pour donner à nouveau des noyaux encore plus petits. Question 3 La relation entre puissance et énergie est ? = ? Δ?. Ici la durée est l'année donc Δ? = 365 x 24 x 3600 = 31536000 secondes. L'énergie fournie en une année est donc de ? = 3,0.109 x 31536000 ?. [...]

[...] Pour libérer une énergie de 9,5.1016J il faut donc une masse d'uranium 235 de ?? = 3 9,2,5.10.10−1611 x 3,9.10−25 ????kg. Les 2,0 GW manquants sont dissipés sous forme de chaleur. Question 4 La demi-vie du noyau de brome 87 est de 1 minute, cela signifie qu'au bout de 1 minute il va rester la moitié de la quantité initiale. Au bout de deux minutes il va rester la moitié de la moitié c'est-à-dire un quart de la quantité initiale. [...]