la nouvelle génération de réacteur nucléaire
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ITER. la nouvelle génération de réacteur nucléaire. L’énergie des étoiles. Plan de l’exposé. Etat de nos ressources énergétiques actuelles. II. Comment produire de grandes quantités d’énergie. Principe et avantages de la fusion nucléaire. IV. Les contraintes liées à la fusion. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
la nouvelle génération de réacteur nucléaire
ITER
L’énergie des étoiles
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
9/36Christophe, Romain 2006
EEVOLUTION DE NOS BESOINS ENERGETIQUES
AUGMENTATION DE LA POPULATION
AUGMENTATION DE LA CONSOMMATION D’ENERGIE DANS LES ANNEES A VENIR
Augmentation des besoins qualitatifs et quantitatifs (x2)
10/36Christophe, Romain 2006
Nos ressources énergétiques s’épuisent
Stocks de combustible fossile de plus en plus faibles
Problèmes liées aux énergies fossiles:
Energie polluante
Solution:
Energies renouvelables
Energie nucléaire
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
12/36Christophe, Romain 2006
En « Cassant » un atome lourd : c’est la fission
En « Assemblant » deux atomes : c’est la fusion
Comment produire de grandes quantités d’énergie ?
Ces réactions libèrent beaucoup d’énergie
13/36Christophe, Romain 2006
L’énergie cinétique est l’énergie acquise par un corps quand il est en mouvement
Une définition : l’électron-volt
L’électron-volt est l’énergie cinétique acquise par un électron de vitesse initiale nulle sous l’influence
d’une tension de 1 volt
1 eV = 1.6x10-19 J
14/36Christophe, Romain 2006
La fusion sur Terre
L'homme cherche à maîtriser la fusion sur Terre pour recréer l’énergie des étoiles.
Au départ la fusion n’était pas contrôlée
On l’employait dans les bombes pour générer une grande quantité d’énergie
Aujourd’hui on arrive à la contrôler mais cela a posé de nombreux problèmes techniques
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
16/36Christophe, Romain 2006
Qu’est-ce que la fusion peut apporter à l’humanité ?
1) Un carburant inépuisable
2) Une production peu dangereuse
3) Une production peu polluante
17/36Christophe, Romain 2006
Le principe de la fusion
La fusion des noyaux:
Un noyau plus lourd
De la chaleur
C’est grâce à la chaleur émise que l’on peut obtenir de l’énergie électrique
18/36Christophe, Romain 2006
Comment obtenir de l’électricité ?
Le but de tout réacteur est de produire de l’électricité
Un réacteur nucléaire chauffe de l’ eau.
(C’est une bouilloire géante)
Les vapeurs d’ eau sont récupérées et alimentent une turbine qui va produire de
l’électricité.
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
20/36Christophe, Romain 2006
La fusion : Principe - difficultés
C’est le mariage de deux atomes légers, qui va donner un autre atome plus lourd
Difficile a obtenir car les noyaux ainsi que les électrons se repoussent Nécessite des pressions
et températures extrêmes
Requière des installations énormes et coûteuses pour reproduire la fusion
21/36Christophe, Romain 2006
Principe physique de la fusion
Pour que les noyaux fusionnent, il faut vaincre cette force électrique de répulsion :
- il faut augmenter la température pour augmenter la probabilité de choc et la force des chocs et donc de fusion
(dans le soleil : plusieurs millions de degrés)
22/36Christophe, Romain 2006
Les contraintes de la fusion
La fusion nécessite des températures extrêmes
L’atome s’ionise et libère ses électrons pour former un plasma dense et chaud
Aucune paroi matérielle ne peut contenir une telle chaleur
On utilise des parois magnétiques
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
24/36Christophe, Romain 2006
Qu’est-ce que ITER ?
ITER est un réacteur a fusion
International
Thermonuclear
Experimental
Reactor
ITER fonctionne sur le principe du tokamak
25/36Christophe, Romain 2006
Qu’est-ce que le tokamak ?
Le tokamak est un réacteur conçu pour contenir le plasma.
Le tokamak a été construit en forme de tore pour que le plasma soit toujours en mouvement
Combiné avec les champs magnétiques intenses, cela permet de réduire la températures aux parois d’ITER
C’est un courant qui allume le plasma contenu dans le réacteur. Le complément de chauffage se fait par micro-onde ou faisceaux de particules, cela représente 40 mégawatts dans ITER( un micro onde consomme 1200kW).
26/36Christophe, Romain 2006
Comment fonctionne le tokamak ?
1. Le réacteur est alimenté par des isotopes de l’hydrogène,
A) Les différentes étapes de fonctionnement
2. A 100 millions de degrés la réaction nucléaire se déclenche,
3. La chaleur générée produit de l’énergie.
27/36Christophe, Romain 2006
Comment fonctionne le tokamak ?
B) Coupe schématique d’un tokamak
28/36Christophe, Romain 2006
Comment fonctionne le tokamak ?
C) Le système magnétique d’ITER
ITER contient des aimants que l’on peut classer en deux catégories distinctes: les bobines du champ poloïdal et les bobines du champ toroïdal comprenant le solénoïde central
Un des aimants d’ITER
Champ poloïdal
Champ toroïdal
29/36Christophe, Romain 2006
Confinement magnétique du plasma
30/36Christophe, Romain 2006
Confinement magnétique du plasma
Champ toroïdal Champ poloïdal
Champ hélicoïdal résultant
Plus
Égal
Le plasma est isolé
de la paroi du réacteur !
31/36Christophe, Romain 2006
ITER : un projet issu d’une collaboration planétaire
32/36Christophe, Romain 2006
ITER en FRANCE
Dans le sud de la France à Cadarache
Une installation pilote pour :
- démontrer la faisabilité scientifique de la fusion
- valider les technologies développées pour la fusion
- Objectifs : montrer que l’on peut contrôler la fusion
33/36Christophe, Romain 2006
Un réacteur de plus ?
Le but du programme ITER est de réaliser un réacteur commercialisable.
Le Tokamak Tore-Supra (Cadarache, France) a réalisé une décharge record en terme de durée : 4 min et 25 s contre seulement quelques secondes pour le JET.
34/36Christophe, Romain 2006
Un projet moins ambitieuxLe projet ITER de 1988 devait permettre d’atteindre le point d’ignition
ITER, un projet ambitieux?
Mais considéré comme trop cher, ce projet a été revu à la baisse
Il était capable de produire 1 500 MW d’énergie pendant 1 000 secondes, le réacteur proposé aujourd’hui ne produira que 400 à 500 MW pendant 400 secondes.
Un projet plus modeste qui a permis de diviser le budget par deux.
Plan de l’exposé
I. Etat de nos ressources énergétiques actuelles
II. Comment produire de grandes quantités d’énergie
III. Principe et avantages de la fusion nucléaire
IV. Les contraintes liées à la fusion
V. Le projet ITER
VI. Conclusion
36/36Christophe, Romain 2006
Expérience ITER : conclusion
Un homme !