Amérique du nord 2006 EXERCICE III : PRODUCTION D'ÉNERGIE NUCLÉAIRE (4 points)
I- Fission nucléaire
Une centrale nucléaire est une usine de production d'électricité. Actuellement ces centrales
utilisent la chaleur libérée par des réactions de fission de l'uranium 235 qui constitue le
"combustible nucléaire". Cette chaleur transforme de l'eau en vapeur. La pression de la vapeur
permet de faire tourner à grande vitesse une turbine qui entraîne un alternateur produisant
l'électricité.
Certains produits de fission sont des noyaux radioactifs à forte activité et dont la demi-vie peut
être très longue.
1. Définir le terme demi-vie.
2. Définir l'activité d'une source radioactive.
Préciser son unité dans le Système International.
3. Le bombardement d'un noyau d'uranium 235 par un neutron peut produire un noyau de
strontium et un noyau de xénon selon l'équation suivante :
235
92 U
+
1
0n
94Sr
Z
+
A
54 Xe
+ 3
1
0n
3.1. Déterminer les valeurs des nombres A et Z.
3.2. Calculer en MeV l'énergie libérée par cette réaction de fission.
3.3. Quelle est l'énergie libérée par nucléon de matière participant à la réaction ?
II - Fusion nucléaire
Le projet ITER s'installera prochainement sur le site de Cadarache en France.
L'objectif de ce projet est de démontrer la possibilité scientifique et technologique de la
production d'énergie par la fusion des atomes.
La fusion est la source d'énergie du soleil et des autres étoiles.
Pour obtenir une réaction de fusion, il faut rapprocher suffisamment deux noyaux qui se
repoussent, puisqu'ils sont tous deux chargés positivement. Une certaine énergie est donc
indispensable pour franchir cette barrière et arriver dans la zone, très proche du noyau, où se
manifestent les forces nucléaires capables de l'emporter sur la répulsion électrostatique.
La réaction de fusion la plus accessible est la réaction impliquant le deutérium et le tritium. C'est
sur cette réaction que se concentrent les recherches concernant la fusion contrôlée.
La demi-vie du tritium consommé au cours de cette réaction n'est que de 15 ans.
De plus il y a très peu de déchets radioactifs générés par la fusion et l'essentiel est retenu dans
les structures de l'installation ; 90 % d'entre eux sont de faible ou moyenne activité.
