Projet iter

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Exercices
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Cohésion et transformations de la matière


ITER est une expérience scientifique à très grande échelle qui doit démontrer la faisabilité scientifique et technologique de l’énergie de fusion, et ouvrir ainsi la voie à son exploitation industrielle et commerciale.

Des besoins en combustible réduits

Certaines des caractéristiques propres à la fusion en font une solution particulièrement intéressante pour le bouquet énergétique de demain. En effet, les combustibles de fusion sont disponibles en abondance et ne présentent aucun risque en soi. Dans la mesure où la quantité de combustible présente dans le plasma ne dépasse jamais quelques grammes, de très faibles quantités de deutérium et de tritium suffisent à alimenter la réaction de fusion.

La quantité d’énergie produite par la réaction de fusion est environ quatre millions de fois supérieure à celle que génèrent des réactions chimiques telles que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel. Alors qu’une centrale au charbon de 1 000 MW brûle 2,7 millions de tonnes de charbon par an, une centrale de fusion comme celles qui pourraient être opérationnelles dans la deuxième partie du xxie siècle ne consommera que 250 kg de combustible chaque année, répartis à parts égales entre le deutérium et le tritium.

La fusion n’émet pas de polluants ni de gaz à effet de serre. Son principal sous-produit est l’hélium, un gaz inerte et non toxique. Il n’existe en outre aucun risque « d’emballement » car les conditions requises pour obtenir la réaction de fusion sont extrêmement rigoureuses et toute modification de celles-ci entraînerait un refroidissement quasi instantané du plasma et un arrêt de la réaction. La fusion est donc à même de produire de grandes quantités d’énergie en générant peu de déchets pour les générations futures.

http://www.iter.org/fr/sci/fusionfuels

1. Quel type de réaction sera étudié par le projet ITER ?

2. À l’aide du texte, écrire l’équation de la réaction qui devrait permettre de produire l’énergie du futur.

3. Calculer la quantité d’énergie qu’une centrale à fusion pourrait théoriquement produire en une année, avec 150 kg de tritium et 100 kg de deutérium.

4. Quels sont les trois principaux atouts de la fusion qui poussent les scientifiques à tenter de la maîtriser pour produire de l’énergie ?

Données.

Symboles des noyaux : deutérium  ; tritium  ; hélium  ; masse des noyaux :  ;  ;  ;  ;  ; .