La fusion nucléaire en résumé

Pages: 5 (1028 mots) Publié le: 9 février 2011
La fusion nucléaire.

Mais que se cache donc derrière ces mots qui peuvent nous sembler si compliqués ? Recherchons le sens de ces mots séparément : « fusion » et « nucléaire ».
1) Nucléaire : ce mot rassemble tout ce qui est relatif au noyau de l’atome, à l’énergie qui en est issue et à la physique qui l’étudie.
Petit rappel sur l’atome : l’atome est composé de trois particules fondamentales:
-le proton qui a une charge électrique positive
-le neutron qui a une charge électrique neutre
-l’électron qui a une charge électrique négative.
Ces particules, selon leur nombre, sont à l’origine de tous les atomes qui, eux même composent toute la matière. Certains atomes sont dits plus « légers » que d’autres. En effet, l’hydrogène, qui se compose d’un proton et d’un électron, est plusléger que l’hélium qui se compose de deux protons, deux neutrons et de deux électrons.
2) Fusion : combinaison étroite de deux éléments.
La fusion nucléaire ou fusion thermonucléaire est donc le phénomène par lequel deux atomes légers soumis à de hautes températures et à de hautes pressions n’en forment plus qu’un, plus lourd, en dégageant de grandes quantités d’énergie.
La fusion nucléaire estun peu le « moteur » de notre étoile, le soleil, car en son centre règnent de hautes température et pression. De plus, le soleil est composé essentiellement d’hydrogène. Tous les éléments de la fusion son réunis : cette fusion produit de grandes quantités de chaleur qui alimentent le soleil, ce qui lui permet de continuer la fusion. Le soleil a atteint ce qu’on appelle le point d’ignition, celaveut dire que la fusion s’entretient d’elle-même.
Sur Terre, la fusion nucléaire contrôlée n’est pas pour bientôt, bien que plusieurs réacteurs expérimentaux aient déjà fonctionné ou fonctionnent. Ces réacteurs fusionnent du deutérium et du tritium qui sont des dérivés de l’hydrogène. Le deutérium se compose d’un proton, d’un neutron et d’un électron et le tritium se compose quant à lui dedeux neutrons, d’un proton et d’un électron. Afin qu’une réaction de fusion se crée il faut que le tritium et le deutérium soient portés à de très hautes températures de l’ordre de 100 millions de degré. Ils deviennent alors du plasma, c'est-à-dire un gaz dont les noyaux des atomes (le proton et le neutron) sont séparés de leur électron. Ce plasma conduit alors l’électricité. Mais aucun des matériauxprésents sur Terre ne peuvent être chauffés à ces températures sans se transformer en gaz.
Ce sont des ingénieurs russes qui ont résolu ce problème grâce à l’invention du tokamak. Il s’agit d’un grand anneau entouré de bobines magnétiques. Ils ont utilisé les propriétés du plasma : il conduit l’électricité et doit donc suivre les lignes de flux d’un champ magnétique (ici induit par lesbobines). Malheureusement ce n’est pas le seul problème car il est très difficile de stabiliser et de contrôler le plasma très longtemps car nous ne connaissons pas encore assez son comportement. De plus les matériaux qui composent la machine sont trop fragiles pour une utilisation de longue durée étant donné les traitements qu’ils vont subir.
De toute façon il est trop tôt pour penser à une utilisationà long terme et/ou commerciale tant qu’ITER le nouveau prototype de réacteur n’aura pas fait ses preuves… . Le fonctionnement d’ITER est très simple en théorie : du deutérium et du tritium sont introduits dans une chambre sous vide, les bobines magnétiques se mettent en marche afin de guider ce mélange. Ensuite, pour le chauffer, on utilise des ondes à haute fréquence et on le bombarde deneutrons très rapides, ce qui provoque un phénomène de friction. Une fois notre mélange deutérium-tritium transformé en plasma, les réactions de fusion peuvent se déclencher, elles rejettent de l’hélium et un neutron rapide. Le neutron rapide a deux possibilités : soit il rencontre un noyau de deutérium et forme un noyau de tritium, soit il rencontre la paroi externe en lithium du tokamak. Cet atome de...
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