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(c) McGraw Hill Ryerson 2007 7.3 Les reactions nucléaires La fission et la fusion sont des reactions nucléaires qui libèrent un montant énorme d’énergie Fission = division du noyau Fusion = la combinaison des noyaux Les centrales nucléaires peuvent produire beaucoup d’énergie. Ontario, Québec et le Nouveau Brunswick produisent l’énergie nucléaire. Les réacteurs réduisent les besoins en combustibles tels que le charbon et le gaz. Mais, ils produisent des déchets qu’il faut entreposer pour des milliers d’années voir page 312 La Bruce centrale nucléaire au bord du Lac Huron, en Ontario

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7.3 Les reactions nucléaires

• La fission et la fusion sont des reactions nucléaires qui libèrent un montant énorme d’énergie Fission = division du noyau Fusion = la combinaison des noyaux

• Les centrales nucléaires peuvent produire beaucoup d’énergie. Ontario, Québec et le Nouveau Brunswick produisent l’énergie nucléaire. Les réacteurs réduisent les besoins en combustibles tels que le charbon et le

gaz. Mais, ils produisent des déchets

qu’il faut entreposer pour des

milliers d’années

voir page 312

La Bruce centrale nucléaire au bord du Lac Huron, en Ontario

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La fission nucléaire

• La fission est le moyen utilisé pour produire l’énergie qui produit l’énergie électrique que nous utilisons. La fission nucléaire est la division d’un noyau massif en deux noyaux moins massifs,

en particules subatomiques et en énergie. Les gros noyaux ont tendance a être instables en raison des forces de répulsion entre leurs nombreux protons. La fission s’accompagne:

1. D’un grand dégagement d’énergie.2. Des neutrons qui sont libérés.

• Les réactions nucléaires sont différentes des réaction chimiques. Dans les réactions chimiques, la masse est conservée et l’énergie produite ou utilisée

est petite. Les noyaux des réactifs ne changent pas.

Dans les reactions nucléaires, le noyau d’un atome change. Protons, neutrons, électrons, et/ou les rayons gamma peuvent être libérés. Petite variation de masse = grande variation d’énergie voir pages 313 - 314

Albert Einstein’s famous equation E = mc2 illustrates the energy found in even small amounts of matter

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Les équations nucléaires des réactions nucléaires induites

• Les réactions de désintégration radioactives naturelles libèrent le rayonnement alpha, bêta et gamma. Les scientifiques peuvent induire une réaction nucléaire en bombardant un

noyau avec des particules alpha, bêta et gamma.

Les règles pour écrire les équations nucléaires induites sont les mêmes que pour la désintégration radioactive.

Les nombres de masses doiventêtre égaux sur chaque côté. Les charges doivent être égales.

Voir pages 314 - 315

24 + 7

14 N 817 O + 1

1p

or

24 He + 7

14 N 817 O + 1

1H

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La fission nucléaire de l’uranium 235

• Il est beaucoup plus facile de bombarder un noyau avec un neutron qu’avec un proton (+) afin de libérer de l’énergie. La plupart des centrales nucléaires et les armes nucléaires utilisent ce

principe. Le noyau d’un atome d’uranium-235 stable est bombardé par un neutron afin

de produire l’uranium-236 instable, qui se désintègre et libère de l’énergie. Les atomes de krypton et baryum sont produites, ainsi que 3 neutrons et

beaucoup d’énergie.

Voir pages 316 - 317

Les réactions nucléaires induites de l’uranium-235.

Centrales nucléaires et armes.

01n

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Les Réactions en chaîne

• Réaction continue – une réaction déclenche la suivante et ainsi de suite. Les neutrons libérés durant la réaction nucléaire peut déclencher d’autres

réactions dans d’autres noyaux de l’uranium-235. Il faut maintenir et contrôler une réaction en chaîne.

Fermi découvre que des substances

absorbant les neutrons pouvaient

contrôler une réaction en chaîne. Une perte de contrôle pourrait

provoquer une libération de rayonnement

ou une explosion. Les bombes atomiques utilisent ce principe.

Voir page 318

Réaction en chaîne.

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Les réacteurs CANDU et les déchets dangereux

• Canada produit les réacteurs CANDU qui produisent de l’électricité.• Les réacteurs CANDU se trouvent au Canada, Korè du sud, Chine,

Inde, Argentine, Romania et Pakistan Le gouvernement nous disent qu’ils sont saufs et facile à fermer en cas

d’urgence. La chaleur tourne les turbines.

• Les déchets dangereux sont un problème grave. Quelques faisceaux de combustibles peuvent être réutilisés. D’autres faisceaux doivent être isolés de l’environnement naturel.

Déchets enterrés en sol ou béton. Demeurent dangereux pour des milliers d’années.

Voir pages 319 - 320

Réacteur CANDU.

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La fusion nucléaire

• La fusion nucléaire = deux noyaux de faible masse se lient pour former un noyau plus massif. Au centre du soleil (sous pression et température

très élevées), deux noyaux isotopes d’hydrogènes

fusionnent en un seul noyau d’hélium.

Hydrogène 2 + hydrogène 3 —> Hélium 4 La libération de l’énergie crée le rayonnement,

lumière et chaleur du soleil.

• Les chercheurs ne peuvent pas recréer la fusion.(Les températures nécessaires sont trop hautes!) La fusion rapide ou « fusion-froide » serait une

autre possibilité, où la température et la pression sont

contrôlées. voir pages 320 - 321

La fusion de deux atomes d’hydrogène