Tpe fusion nucléaire

Pages: 30 (7370 mots) Publié le: 3 mars 2010
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TPE
Comment rendre possible d'un point de vue technique la fusion nucléaire sur Terre ?
Sommaire :
Introduction
I. Principe (dans les étoiles)
II. Principe de la fusion sur Terre (théorie)
III. Les moyens
Conclusion
Bibliographie
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De nos jours, à cause de lararéfaction des énergies fossiles mais surtout du réchauffement climatique, l'humanité doit envisager le choix de ses sources d'énergies pour demain. Bien évidemment, l'électricité reste privilégiée puisque non polluante, mais la question qui se pose alors est celle de la provenance de l'énergie à utiliser pour sa production. En effet, bien qu'il existe de nombreuses sources d'énergies, elles nepossèdent pas toutes le même rendement ni les mêmes impacts écologiques. Ainsi, les énergies fossiles telles que le pétrole, le gaz naturel et le charbon houiller, bien que pour la plupart présentes en grandes quantités et de rentabilité très correcte, dégagent un gaz à effet de serre, le CO2. Par conséquent, le réchauffement climatique qui se profile tend vers la minimisation de l'utilisation de cesénergies pour production d'électricité. De plus, les énergies renouvelables comme l'énergie solaire, hydraulique ou éolienne ne présentent actuellement que trop peu d'infrastructures, et on souvent des coûts de production élevés pour de faibles rendements. C'est pourquoi parmi tout ces moyens de production d'électricité se dégage le nucléaire, qui présente des rendements nettement supérieurs et ale mérite de ne pas produire de gaz à effet de serre.
La production d'électricité à partir des énergies fossiles ou de la fission nucléaire se fait grâce à une turbine alimentée par vapeur, issue du chauffage d'eau du à la chaleur émise lors de la consommation du combustible. C'est ici où se démarque le nucléaire. Effectivement, la fission des atomes d'1kg d'uranium peut produire 500 000 MJcontre un maximum de 45 MJ quant aux énergies fossiles, atteint avec le pétrole brut.
Toutefois, l'exploitation d'une nouvelle source d'énergie se profile petit à petit. Ses rendements seraient nettement supérieurs à ceux de la fission, c'est l'énergie des étoiles : la fusion nucléaire. En effet, elle pourrait théoriquement produire 3 à 4 fois plus d'énergie que la fission pour une même masse dematière utilisée. De plus, un des principaux acteurs de cette réaction, le deutérium, est présent à l'état naturel dans les océans en quantité quasi-illimitée.
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{text:list-item} Les atomes lourds qui ont un noyau très grands environ 10-10 mètres, l'interaction forte n'agit donc pasbeaucoup. Si deux atomes doivent donc se rencontrer alors ils fissionneront pour pouvoir perdre des nucléons ce qui entrainera un rayon plus petit et l'atome sera alors stabilisé. Pour les atomes légers, le rayon étant beaucoup plus petit (10-15 mètres), l'interaction forte interagit et le noyau est donc très compact. La rencontre de deux atomes légers se traduit donc par une fusion pour gagner desnucléons et pouvoir s'équilibrer. Cette fusion se dit fusion nucléaire.
Celle-ci est un processus où deux noyaux atomiques s'assemblent pour former un noyau plus lourd. La fusion de noyaux légers dégage d'énormes quantités d'énergie {text:bookmark} provenant de l'attraction entre les nucléons due à l'interaction forte.
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Une réaction de fusion nucléaire intervient lorsque deux noyauxatomiques s'interpénètrent. Cependant, pour qu'une telle interpénétration puisse se produire, il est nécessaire que les noyaux surmontent la répulsion due à leurs charges électriques toutes deux positives (phénomène dit de barrière coulombienne) extrêmement élevée nécessaire au franchissement de la barrière. Si on s’en tient à la physique classique, il faut une énergie phénoménale pour...
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