Grand Oral de physique sur la fusion nucléaire

« Grand Oral : la fusion nucléaire Aujourd’hui, l’un des enjeux majeurs de l’humanité est de trouver un moyen de créer de l’énergie en grande quantité sans nuire à l’environnement.

La fission nucléaire ne peut pas répondre entièrement à ce besoin car elle présente des risques écologiques et de sécurité à cause des déchets.

La fusion nucléaire est considéré comme la solution miracle à ce problème par certains chercheurs.

Nous allons donc nous demander comment fonctionne la fusion sur terre et dans les étoiles pour comprendre ou en sont les avancés scientifiques. Partie 1 : qu’est-ce que la fusion ? Les noyaux des atomes sont constitués de Protons et de neutrons.

Ces éléments sont liés entre eux par l’énergie nucléaire.

Cette énergie contenue dans les noyaux peut être libéré de 2 façons : fusion et fission. Dans une réaction de Fusion, 2 noyaux légers qui entrent en collision pour former un noyau plus lourd. Cependant, les noyaux sont chargés positivement à cause des protons.

Ils vont donc se repousser en raison des forces électrostatiques.

Pour pallier ce problème, l’énergie cinétique du noyau doit être supérieur à l’interaction électrostatique. L’énergie cinétique d’une particule correspond à la température du plasma dans lequel elle est plongée (il s’agit d’un état de la matière dans lequel la température est tellement élevée que les électrons ne gravitent plus autour des noyaux).

Il faut par ailleurs que le plasma soit le plus dense possible afin de maximiser le nombre de réactions. Etoile est une boule de plasma très chaude (15 millions °C au cœur du soleil par exemple) et très dense en raison de leur masse : le cœur de l’étoile présente des conditions favorables à la fusion. On retrouve par exemple des réactions de fusion comme celle de l’hélium 4 par 3 réactions de fusions successives : 2 noyaux d’hydrogène --> deutérium + particules (positron et neutrinos) Deutérium + hydrogène --> Hélium 3 Hélium 3 + Hélium 3 --> Hélium 4 Le noyau lourd obtenu est plus léger que la somme des masses des noyaux légers.

Comme e = mc 2 d’après Einstein, la différence de masse est convertie en énergie. Grand 2 : Comment réaliser la fusion sur Terre ? Il faut choisir les isotopes de l’hydrogènes pour lesquels la fusion est la plus simple.

Deutérium et tritium = isotopes de l’hydrogène idéal pour la fusion mais introuvables dans la.... »