Fusion nucléaire et énergie libérée

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Deux noyaux légers un noyau plus lourd + particule + énergie. • Libère encore plus d'énergie par nucléon que la fission. • Relation d'Einstein pour l'énergie : E = | m| c^2 où m est le défaut de masse.

Le cours

1. Principe de la fusion La fusion est la réunion de deux noyaux légers en un noyau plus lourd. La réaction étudiée pour les futurs réacteurs associe deux isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium : ^2_1H + ^3_1H ^4_2He + ^1_0n La masse des produits est inférieure à celle des réactifs ; l'énergie libérée vaut E = | m| c^2, soit 17,6\ MeV (environ 2,8 10^-12\ J) par réaction. 2. Conditions extrêmes Les noyaux, chargés positivement, se repoussent. Pour qu'ils se rapprochent assez pour fusionner, il faut une agitation thermique énorme : environ 15 millions de degrés au cœur du Soleil, où la gravité comprime la matière, et plus de 100 millions de degrés dans un réacteur expérimental de type tokamak, où le plasma est maintenu loin des parois par des champs magnétiques. 3. Comparaison avec la fission Par nucléon, la fusion libère davantage d'énergie : 17,65 3,5\ MeV par nucléon pour la réaction deutérium-tritium, contre 200/236 0,85\ MeV pour la fission de l'uranium 235. Elle produit peu de déchets à vie longue, mais on ne sait pas encore l'exploiter pour produire de l'électricité : le réacteur expérimental ITER est en construction à Cadarache.

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