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fusion nucléaire
Définition
Réaction au cours de laquelle deux noyaux atomiques légers s’assemblent pour former un noyau plus lourd, mais avec une perte de masse récupérable sous forme d’énergie cinétique (particule rapide), puis sous forme de chaleur.
e. f.
Voir : atomeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatome
Structure donnant son identité et ses propriétés physiques et chimiques à un élément chimique., noyauplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignoyau
Partie centrale d’un atome, faite de protons chargés positivement et de neutrons non chargés., réaction nucléaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigréaction nucléaire
Processus désignant soit la modification d’un noyau atomique (nucléide) induite par sa collision avec une autre particule, soit une modification spontanée d’un noyau instable, sans collision, donnant finalement des noyaux de masse et/ou de charge différentes..
Informations complémentaires
Intérêt de la fusion nucléaire
La fusion est une source d’énergie :
- abondante et durable : les deux isotopes de l’hydrogène (deutérium et tritium) nécessaires pour la fusion nucléaire ne posent pas de problème en termes de ressources (production à partir de l’eau de mer pour le deutérium, et à partir du lithium pour le tritium) ;
- propre : elle n’émet pas de gaz à effet de serre et ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie.
Voir : gaz à effet de serreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggaz à effet de serre
Constituant gazeux de l’atmosphère absorbant le rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre et le renvoyant vers elle (en grande partie), contribuant ainsi au réchauffement planétaire..
Fusion et fission nucléaire
La fusion nucléaire ne doit donc pas être confondue avec la fission nucléaire qui consiste à briser des noyaux atomiques.
La fusion, contrairement à la fission, libère une grande quantité d’énergie sans produire de déchets radioactifs.
Voir : fission nucléaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigfission nucléaire
Réaction atomique au cours de laquelle un noyau lourd et instable se scinde en deux ou en quelques nucléides plus légers, accompagnée de l’émission de neutrons et d’un dégagement d’énergie très important..
Production de plasma
Expérimentalement, des températures de l’ordre cent millions de degrés Celsius, soit cinq à 10 fois supérieures à celles existant au cœur du Soleil, peuvent être atteintes. Mais il est impossible de reproduire la gigantesque pression résultant des forces gravitationnelles du cœur du soleil. Les difficultés techniques sont donc considérables. Toutefois, les températures atteintes permettent la production d’un plasma de particules chargées (électrons et ions).
Si le plasma est confiné dans un espace suffisamment restreint, les noyaux atomiques se rapprochent et fusionnent. Le confinement est obtenu en utilisant un appareil (appelé tokamak) qui produit des champs magnétiques puissants.
Le plasma doit donc être confiné et stable pendant une longue durée.
On est aujourd’hui capable de faire fonctionner la structure pendant 30 secondes à des températures de 100 millions de degrés Celsius.
À l’échelle mondiale, différentes technologies sont à l’étude. Le défi technologique est immense.
Un des objectifs technologiques est de rendre les réacteurs de fusion plus petits et économiques, et de jeunes entreprises espèrent pouvoir atteindre rapidement un modèle économique rentable en innovant technologiquement.
Voir : électronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélectron
Particule élémentaire, porteuse d’une charge électrique négative, gravitant autour du noyau des atomes., ionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigion
Atome, molécule, ayant cédé ou acquis un ou plusieurs électrons., plasmaplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplasma
État de la matière constitué de particules chargées (ions et électrons). .
ITER
Les recherches dans ce domaine ont commencé au milieu du 20e siècle. Le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) a comme objectif de parvenir à produire plus d’énergie que celle utilisée pour réussir la fusion. Ce projet de fusion est le plus vaste au monde, ITER, impliquant 35 pays, dont les États-Unis.
L’assemblage de ce réacteur a débuté en 2020, en France, et les premiers essais de production du premier plasma devraient avoir lieu en 2025 et la création du premier plasma de deutérium-tritium est prévue pour 2035.
Voir : ITERplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigITER
Réacteur nucléaire expérimental international destiné à apporter la preuve que le concept de la fusion nucléaire peut devenir une source d’énergie considérable..
E = mc2
La fusion nucléaire repose le principe de la conversion de masse en énergie selon l’équation célèbre d’Einstein : E= mc2.
Les deux isotopes d’hydrogène les plus couramment utilisés dans les réactions de fusion nucléaire sont le deutérium (un proton et un neutron) et le tritium (un proton et deux neutrons). Lorsqu’ils fusionnent, ces isotopes forment de l’hélium et libèrent une grande quantité d’énergie.
Voir : hydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrogène
Nom couramment donné à la molécule formée de deux atomes d’hydrogène, le nom exact étant le dihydrogène (H2), mais qui est aussi appelée « hydrogène moléculaire », ou « gaz-hydrogène »., isotopeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigisotope
Atome différant des autres atomes du même élément chimique par le nombre de neutrons., neutronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigneutron
Particule du noyau atomique non chargée (neutre)., protonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigproton
Nom donné à l’ion hydrogène (H+) en solution aqueuse, résultant de la perte de son électron unique par l’atome d’hydrogène..