Joliot Curie
Lycée
Aubagne
 

Visite du CEA et de Cadarache en 1èreS

samedi 30 janvier 2016, par CARACACHIAN HELENE, FEUILLARD C., PETIT STEPHANIE, VIVIER CECILE


En, ce début d’année, toutes les classes de 1èreS du lycée (plus de 220 élèves) ont pu se rendre à sur le site de Cadarache, dans la commune de Saint Paul les Durance. Les visites se sont déroulées sur 7 jours, du 7 au 22 janvier 2016, avec une visite guidée du C.E.A. le matin et du site d’I.T.E.R. l’après midi. Cette sortie a été organisée par les enseignants de sciences physiques des classe concernées, et n’aurait pu avoir lieu sans la participation financière du conseil général.


La radioactivité faisant partie du programme de physique chimie de la première S, voici ce que les élèves ont pu retenir au cours de ces visites :


La fusion ou la fission


La France est le pays du nucléaire par excellence car elle produit 75% de son électricité à partir du nucléaire. Or si la fission nucléaire (qui scinde en deux un noyau lourd en deux noyaux plus légers) est contrôlée depuis longtemps, ce n’est pas le cas de la fusion nucléaire (fusion de noyaux très légers en un noyau plus lourd). L’homme ayant chaque année une consommation d’énergie de plus en plus importante, nous pouvons nous demander de quelle manière sera notre façon de produire durablement de grandes quantités d’énergie d’ici 2100 ?
A l’horizon 2100, il est probable que les ressources terrestres d’uranium utilisé au cours de la fission soient presque épuisées. Par contre, les réactifs nécessaires à la fusion (deutérium et lithium) sont des éléments présents en abondance dans les fonds marins et la croûte terrestre.
D’autre part, dans un réacteur de fusion une quantité minime de matière est présente à tout instant, il ne peut donc y avoir un emballement de la réaction comme dans un réacteur de fission. De plus, la fusion ne produit pas de déchets radioactifs de haute activité à vie longue contrairement à la réaction de fission.
Enfin, en comparant les énergies libérées à masse égale de réactifs pour la fusion (3,5 MeV/nucléons) et la fission ( 0,76 MeV/nucléons), on s’aperçoit que la fusion est donc environ 4,5 fois plus efficace que la fission.
D’après ce qui précède, la réaction envisagée serait la fusion. Néanmoins elle nécessitera de nombreux efforts car elle est difficile à mettre en œuvre. Des études expérimentales vont être entreprises sur le site de Cadarache avec le projet ITER mais cela reste un défi énergétique.


Paloma, Odessa, Hugo, Arno, Loïc (élèves de 1S4 et 1S6)


 


Le projet ITER



Sept grands partenaires (Union européenne, Japon, Russie, États-Unis, Chine, Corée du Sud et Inde) ont lancé le projet ITER. Il a pour but de créer le plus grand Tokamak du monde visant à réussir à maintenir une réaction de fusion nucléaire de deutérium-tritium identique à celle qui se produit dans le soleil pendant une dizaine de minutes et à produire dix fois plus de puissance que celle nécessaire à son fonctionnement. Grâce à quelles prouesses technologiques ces deux objectifs vont-ils être atteints ?
Pour maintenir la réaction de fusion, il faut atteindre une température de l’ordre de 150 millions de degrés. La matière devenant ainsi du plasma (constitué d’ions et d’électrons), il faut maintenir celui-ci loin des parois du Tokamak grâce à un champ magnétique important (10 000 fois plus fort que celui de la Terre) car aucune matière ne résiste à de telles températures. Des aimants extrêmement puissants et constitués de matériaux supraconducteurs devraient faciliter la durée du maintien de la réaction de fusion. Un volume de 840 m3 de plasma devrait aussi permettre d’atteindre l’objectif de puissance visé.
ITER est le bénéfice du retour d’expérience accumulé depuis 60 ans par plusieurs machines de fusion mais pour arriver à atteindre ce double objectif, des innovations et avancées technologiques seront encore nécessaires. Ce programme ITER permettra d’accumuler suffisamment de connaissance et d’expérience pour concevoir et exploiter ultérieurement un réacteur pré-industriel « DEMO » producteur d’électricité.


Mattéo, Clémence, Héloïse (élèves de 1S4 et 1S6)

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