POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -



Documents pareils
A. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

Équivalence masse-énergie

DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION

Chapitre 5 : Noyaux, masse et énergie

Lycée Galilée Gennevilliers. chap. 6. JALLU Laurent. I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2

A retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE

Stage : "Développer les compétences de la 5ème à la Terminale"

Transformations nucléaires

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

Chapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités Définitions Lois de conservation

C3. Produire de l électricité

Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)

8/10/10. Les réactions nucléaires

Lycée français La Pérouse TS. L énergie nucléaire CH P6. Exos BAC

Principe et fonctionnement des bombes atomiques

La physique nucléaire et ses applications

Professeur Eva PEBAY-PEYROULA

5 >L énergie nucléaire: fusion et fission

Compétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

A) Les réactions de fusion nucléaire dans les étoiles comme le Soleil.

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

Chap 2 : Noyaux, masse, énergie.

c) Défaut de masse et énergie de liaison

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

FUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE

Renouvellement à 50000MW étalé sur 20 ans ( ) rythme de construction nucléaire: 2500MW/an

Energie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème /2015

Introduction à la physique nucléaire et aux réacteurs nucléaires

PHYSIQUE Discipline fondamentale

L énergie sous toutes ses formes : définitions

P17- REACTIONS NUCLEAIRES

par Alain Bonnier, D.Sc.

Transformations nucléaires

L ÉNERGIE C EST QUOI?

La Fusion Nucléaire (Tokamak) Nicolas Carrard Jonathan Carrier Guillomet 12 novembre 2009

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

C4: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

Quel avenir pour l énergie énergie nucléaire?

À propos d ITER. 1- Principe de la fusion thermonucléaire

Origine du courant électrique Constitution d un atome

DIFFRACTion des ondes

Chap 8 - TEMPS & RELATIVITE RESTREINTE

Mécanique Quantique EL OUARDI EL MOKHTAR LABORATOIRE MÉCANIQUE & ÉNERGÉTIQUE SPÉCIALITÉ : PROCÈDES & ÉNERGÉTIQUE. dataelouardi@yahoo.

Panorama de l astronomie

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

La vie des étoiles. La vie des étoiles. Mardi 7 août

Production mondiale d énergie

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Chap 1: Toujours plus vite... Introduction: Comment déterminer la vitesse d une voiture?

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

La fusion nucléaire. Le confinement magnétique GYMNASE AUGUSTE PICCARD. Baillod Antoine 3M7 29/10/2012. Sous la direction de Laurent Locatelli

CENTRE NUCLÉAIRE D ÉLÉCTRICITÉ. EDF Nogent-sur-Seine

Historique. Les radiations nucléaires 1

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Avis et communications

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

ÉNERGIE : DÉFINITIONS ET PRINCIPES

L ÉLECTRICITÉ C EST QUOI?

La physique nucléaire

L'ÉNERGIE ET LA MATIÈRE PETITE EXPLORATION DU MONDE DE LA PHYSIQUE

a. Fusion et énergie de liaison des noyaux b. La barrière Coulombienne c. Effet tunnel & pic de Gamov

TD 9 Problème à deux corps

Dossier «L énergie nucléaire»

Parcours de visite, lycée Exposition: LA RADIOACTIVITÉ De Homer à oppenheimer

La recherche sur l énergie nucléaire: relever le défi de la durabilité

SYSTEME DE PARTICULES. DYNAMIQUE DU SOLIDE (suite) Table des matières

Panorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques

La fusion : rêve de physicien, bluff de technocrate

1. Qu est 2. La radioactivité

Groupe professionnel énergie de Centrale Nantes Intergroupe des centraliens de l énergie

NOYAU, MASSE ET ENERGIE

Terrorisme nucléaire. Michel WAUTELET Université de Mons 6 août 2011

Les rayons X. Olivier Ernst

ITER et la fusion. R. A. Pitts. ITER Organization, Plasma Operation Directorate, Cadarache, France

L ENERGIE CORRECTION

Nucléaire : l électricité ou la bombe? Les liens entre nucléaire civil et nucléaire militaire

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 16 Y a-t-il quelqu un pour sauver le principe de conservation de l énergie?

Les effets de température

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

Radioactivité et chimie nucléaire

L ÉLECTRICITÉ, C EST QUOI?

nucléaire 11 > L astrophysique w Science des étoiles et du cosmos

INTRODUCTION A LA FUSION THERMONUCLEAIRE

Stabilité et Réactivité Nucléaire

Le défi énergétique. Exercices. Correction. 1. Le charbon est une ressource renouvelable. Il s puise. 2. L énergie s exprime en Watt (W).

Assemblée générale. Nations Unies A/AC.105/C.1/L.320

Qu est-ce qui cause ces taches à la surface du Soleil?

La physique quantique couvre plus de 60 ordres de grandeur!

Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Audioprothésiste / stage i-prépa intensif -

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Vie et mort des étoiles. Céline Reylé Observatoire de Besançon

Energie: quelques chiffres

DYNAMIQUE DE FORMATION DES ÉTOILES

LAMPES FLUORESCENTES BASSE CONSOMMATION A CATHODE FROIDE CCFL

Transcription:

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif - 1

Suite énoncé des exos du Chapitre 14 : Noyaux-masse-énergie I. Fission nucléaire induite (provoquée) : a) Principe de la fusion nucléaire : Réaction nucléaire provoquée par l impact d un neutron «lent» sur un noyau lourd dit :noyau-cible ; celui-ci se divise alors en deux noyaux plus légers et plus stables (les produits de fission), et en neutrons possédant une très grande vitesse. L énergie est donc libérée sous forme d énergie cinétique des neutrons, et de rayonnement Matières fissiles : Exemple : fission induite de l ; ; ; + + + + Bilan énergétique pour un noyau : l énergie libérée par la fission d un noyau est : = é ( >0) l énergie libérée par une réaction nucléaire correspond à la diminution de la masse totale du système : = é ² Pour un noyau d : = ( () + () () () () ) ²

é = Pour un noyau d : = () + () () é Réactions en chaîne : Les neutrons émis lors de la fission peuvent à leur tour provoquer la fission d'autres noyaux ; il peut se produire une réaction en chaîne qui devient rapidement incontrôlable (principe de la bombe à fission, ou bombe atomique). Soit k le nombre moyen de neutrons libérés qui provoquent une fission. Si k < 1, la réaction s arrête. Le système est sous-critique. Si k > 1, la réaction peut devenir explosive. Le système est sur-critique. Si k = 1, la réaction s auto-entretient. Le système est critique b) Centrale nucléaire : EPR génération II (Réacteur à Eau Pressurisée) Dans le réacteur nucléaire, les réactions nucléaires sont contrôlées par un modérateur et par des barres mobiles (en bore) placé entre les barres de combustible ( ) qui absorbent ou piègent une partie des neutrons émis à très grande vitesse. Sans contrôle, une réaction en chaîne se produirait, et deviendrait incontrôlable : c est la bombe atomique. La chaleur (énergie cinétique des neutrons émis) libérée par la fission du combustible nucléaire permet de chauffer de l eau et d obtenir de la vapeur dont la pression fait tourner des turbines entraînant un alternateur, producteur d électricité. Puissance d un EPR : 900 MW à 1300 MW 1 kg d Uranium 0 000 tonnes de TNT Remarque : les produits de fission sont des radio-isotopes à demi-vie assez longue : ce sont les déchets radioactifs, qu il faut traiter et enfouir (La Hague) c) Rendement : = = =, ù = = 3

II. Principe de la fusion nucléaire : Deux noyaux légers sont «assemblés» pour former un noyau plus stable et plus lourd (mais dont la masse est inférieure à la somme des masses des noyaux légers mis en jeu) Pour que la fusion soit possible, les deux noyaux doivent posséder une grande énergie cinétique de façon à vaincre les forces de répulsion électrostatiques. Ainsi, rapprocher les noyaux légers et les faire fusionner nécessite des températures très élevées, de l ordre de 107 K. Ainsi, dans une bombe à fusion (bombe H), le détonateur est assuré par une bombe A L énergie libérée par la fusion (sous forme d énergie cinétique des particules émises) est cependant très supérieure à l énergie apportée pour faire fusionner les noyaux. Ex : fusion deutérium( ) 1 /tritium ( ) + + Bilan énergétique : = é ( >0) = é ² Pour un noyau d : = ( ( ) + ( ) ( ) () ) ² é = Pour un noyau d 1 4 = + 3 1 ( 1 ) é L'énergie libérée au cours d'une fusion nucléaire est considérable. Ce sont des réactions de fusion qui produisent l'énergie des étoiles. d) Avantages et inconvénients de la fusion par rapport à la fission : ü L énergie libérée par la fusion nucléaire est considérable ü La fusion libère par nucléon une énergie plus importante que la fission ü Le deutérium est présent dans l eau de mer, c est donc une réserve d énergie quasiinépuisable ü La fusion ne présente pas les dangers de retombées radioactives de la fission, en particulier il y a très peu de déchets nucléaires ü L exploitation industrielle de la fusion représente un défit extrêmement difficile (projet ITER) et n a pas lieu à ce jour ü 4

Chapitre 15 : Ouverture au monde quantique I. Limites de la mécanique de Newton : Au niveau macroscopique : un satellite peut graviter à une distance quelconque d un astre. D après la mécanique de Newton, ce modèle dit : planétaire, affirme qu il y a une infinité d orbites possibles et que l on peut déterminer complètement le mouvement. En revanche, au niveau submicroscopique, chaque atome a un volume bien défini donc le rayon atomique d un élément est précis ; on ne trouve pas les électrons d un atome en orbite sur n importe quel rayon mais sur des couches bien définies, K, L, M, N le modèle planétaire ne peut s appliquer à l atome ; les Lois de Newton ne sont plus valables dans le monde submicroscopique II. Quantification des niveaux d énergie : 1887 : expérience de Hertz, effet photo-électrique Si l on éclaire une plaque de zinc avec une lampe à incandescence, on ne relève aucun phénomène ; quelle que soit sa puissance, il ne se passe rien, aucun électron n est éjecté. Si l on éclairez maintenant la même plaque de zinc avec un rayonnement UV, on constate que même à très faible puissance, des électrons sont éjectés. Comment expliquer ce phénomène, dit : effet photo-électrique? 1900 : Max Planck émet l hypothèse que les échanges d énergie ne se font pas de façon continue mais par paquets, ou quantas, c est-à-dire que chaque radiation lumineuse de fréquence transporte une certaine quantité d énergie 1905 : Einstein : «les quantas sont portés par des corpuscules de pure énergie, de masse nulle, et se déplaçant à la vitesse de la lumière» : les photons L énergie d un photon correspondant à une radiation de fréquence (et donc de longueur d onde = ) est donnée par la relation : = = 1913 : Postulat de Bohr : - Les variations d énergie de l atome sont quantifiées Les niveaux d énergie sont quantifiés, l atome ne peut exister que dans certains états d énergie bien définis ; les orbites sur lesquelles gravitent les électrons sont quantifiées 5