L’énergie nucléaire

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Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : Utilisation de l’énergie et optimisation de sa gestion - Utilisation de l'énergie et optimisation de sa gestion
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L’énergie nucléaire
 
 

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L’augmentation du prix des énergies fossiles et le souhait d’une meilleure indépendance énergétique, comme de rejets nuls en dioxyde de carbone poussent les États à choisir cette voie énergétique.

1À l’origine de l’énergie, le noyau atomique

? Les centrales nucléaires utilisent l’énergie libérée lors de la transformation du noyau de l’atome d’uranium (>fiche47)?: on parle de réaction de fission nucléaire.

? Un élément chimique comme l’uranium est constitué d’un noyau autour duquel gravite un nuage électronique. Le noyau atomique est fait de nucléons de deux types?: les protons, particules chargées positivement et les neutrons, de charge nulle. Le nombre de protons (ou numéro atomique) caractérise l’élément chimique. L’uranium, par exemple, contient systématiquement protons.

? Dans la nature, les noyaux d’uranium ne sont pas tous identiques?: certains contiennent nucléons (plus de des cas), d’autres ( des cas)?: ceci provient d’un nombre de neutrons différent. On dit que l’uranium (d’écriture symbolique ) et l’uranium () sont des isotopes.

? L’uranium est fissile, on l’utilise donc comme combustible dans les réacteurs nucléaires.

2La fission nucléaire

Un noyau fissile est un noyau qui peut se scinder en noyaux plus légers sous l’impact d’une particule projectile. Cette fission nucléaire libère de l’énergie ainsi que d’autres particules projectiles qui vont, à leur tour, casser d’autres noyaux fissiles et ainsi de suite. On parle de réactions en chaîne.

3Le combustible nucléaire

? L’uranium utilisé dans les centrales nucléaires provient de minerais présents dans l’écorce terrestre (doc.?2). Relativement répandus, ces minerais sont exploitables si la teneur en uranium est supérieure à ou par tonne extraite. Ils nécessitent un traitement de concentration pour rendre le transport rentable.

? Au rythme de la demande actuelle, les réserves mondiales identifiées d’uranium permettraient de couvrir plus de 70?ans de consommation.

Doc. 2 Du minerai (a) au yellow-cake (b), un concentré d’uranium.

 

? Pour pouvoir être utilisé, par exemple dans un réacteur à eau pressurisée, le combustible fissile doit contenir de à d’uranium ?: un enrichissement de l’uranium naturel par diffusion gazeuse ou par centrifugation, est donc nécessaire. Ces procédés sont très minutieux sur le plan technique et souvent très énergivores. La chaleur produite est le plus souvent transformée en électricité (>fiche47).

? de la production d’électricité en France est ainsi d’origine nucléaire contre en moyenne dans l’Union européenne.

? La technologie employée dans les réacteurs, en fonctionnement ou en construction, ne valorise que très peu le potentiel énergétique de l’uranium. La recherche-développement travaille donc à élargir ce potentiel par la mise en place future (vers 2040) de réacteurs de quatrième génération (réacteurs à neutrons rapides par exemple). À plus long terme, on envisage aussi la possibilité de produire de l’électricité à partir de réactions de fusion nucléaire (projet international iter) (>fiche47).

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