Read on Twitter
#Fusion101
Continuation de la série de threads visant à expliquer les bases de la fusion nucléaire. Aujourd’hui intéressons-nous à la réaction de fusion et aux conditions nécessaires pour la produire.
[1/11]
@iterorg #fusion #energy #science
Continuation de la série de threads visant à expliquer les bases de la fusion nucléaire. Aujourd’hui intéressons-nous à la réaction de fusion et aux conditions nécessaires pour la produire.
[1/11]
@iterorg #fusion #energy #science
Dans une réaction chimique, on réarrange des atomes pour former différentes molécules. La réaction de combustion du carbone, par ex., fait réagir des atomes de carbone et d’oxygène pour former du CO2- ce gaz qui est en grande partie responsable du changement climatique. [2/11]
Pour une réaction de fusion, on assemble des atomes pour les transformer en atomes plus gros. Les atomes de départ n’existent plus. La fusion de l’hydrogène, qui se produit au cœur du soleil, transforme de l’hydrogène en hélium- 600 millions de tonnes par secondes. [3/11]
![Pour une réaction de fusion, on assemble des atomes pour les transformer en atomes plus gros. Les atomes de départ n’existent plus. La fusion de l’hydrogène, qui se produit au cœur du soleil, transforme de l’hydrogène en hélium- 600 millions de tonnes par secondes. [3/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3p0lnWEAIkK9m.png "Pour une réaction de fusion, on assemble des atomes pour les transformer en atomes plus gros. Les atomes de départ n’existent plus. La fusion de l’hydrogène, qui se produit au cœur du soleil, transforme de l’hydrogène en hélium- 600 millions de tonnes par secondes. [3/11]")
Un atome est composé de protons (charge positive) et de neutrons (sans charge) ; qui forment le noyau. Des électrons (charge négative) voyagent autour du noyau. Des isotopes sont des atomes ayant des nombres de neutrons différents pour un nombre d’électrons/protons donné. [4/11]
![Un atome est composé de protons (charge positive) et de neutrons (sans charge) ; qui forment le noyau. Des électrons (charge négative) voyagent autour du noyau. Des isotopes sont des atomes ayant des nombres de neutrons différents pour un nombre d’électrons/protons donné. [4/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3p7aBXUAABZni.jpg "Un atome est composé de protons (charge positive) et de neutrons (sans charge) ; qui forment le noyau. Des électrons (charge négative) voyagent autour du noyau. Des isotopes sont des atomes ayant des nombres de neutrons différents pour un nombre d’électrons/protons donné. [4/11]")
Fusionner des atomes nécessite de les rapprocher suffisamment pour que l’intéraction nucléaire forte les assemble en une nouvelle structure. Cette force agit à des distances très faibles : 10-15m (1 femtomètre). Cela correspond à 1 millionième de milliardième de mètre… [5/11]
Comme les noyaux sont chargés positivement, ils se repoussent (un peu comme 2 pôles identiques d’un aimant)- c’est la répulsion coulombienne. Rapprocher suffisamment les atomes implique de leur donner suffisamment d’énergie pour contrer cette répulsion. [6/11]
On peut faire l’analogie avec une bille qu’il faut lancer suffisamment fort pour qu’elle gravisse une colline. En pratique, la physique quantique- l’effet tunnel- permet de diminuer l’énergie nécessaire pour contrer la répulsion et augmente la probabilité de réaction. [7/11]
![On peut faire l’analogie avec une bille qu’il faut lancer suffisamment fort pour qu’elle gravisse une colline. En pratique, la physique quantique- l’effet tunnel- permet de diminuer l’énergie nécessaire pour contrer la répulsion et augmente la probabilité de réaction. [7/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3qHMfXEAEWGUA.jpg "On peut faire l’analogie avec une bille qu’il faut lancer suffisamment fort pour qu’elle gravisse une colline. En pratique, la physique quantique- l’effet tunnel- permet de diminuer l’énergie nécessaire pour contrer la répulsion et augmente la probabilité de réaction. [7/11]")
Il faut donc donner suffisamment d’énergie aux particules pour qu’elles puissent fusionner. L’énergie cinétique des particules dépend de leur vitesse. Dans un plasma la température est une mesure de la vitesse des particules. On a donc besoin de températures très élevées. [8/11]
La température au centre du soleil est de 15 millions de degrés, pour la fusion de l’hydrogène. Sur terre on tente de fusionner du deutérium et du tritium, 2 isotopes de l’hydrogène- la réaction étant la plus ‘facile’ ou la plus probable [9/11]
![La température au centre du soleil est de 15 millions de degrés, pour la fusion de l’hydrogène. Sur terre on tente de fusionner du deutérium et du tritium, 2 isotopes de l’hydrogène- la réaction étant la plus ‘facile’ ou la plus probable [9/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3qO9EXMAARp_x.jpg "La température au centre du soleil est de 15 millions de degrés, pour la fusion de l’hydrogène. Sur terre on tente de fusionner du deutérium et du tritium, 2 isotopes de l’hydrogène- la réaction étant la plus ‘facile’ ou la plus probable [9/11]")
La fusion Deutérium-Tritium forme de l’hélium et un neutron. Le neutron emporte 80% de l’énergie de la réaction. C’est l’énergie des neutrons qui sert à chauffer un fluide pour produire de la vapeur et à terme de l’électricité. [10/11]
![La fusion Deutérium-Tritium forme de l’hélium et un neutron. Le neutron emporte 80% de l’énergie de la réaction. C’est l’énergie des neutrons qui sert à chauffer un fluide pour produire de la vapeur et à terme de l’électricité. [10/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3qT3TW8AMj3-A.jpg "La fusion Deutérium-Tritium forme de l’hélium et un neutron. Le neutron emporte 80% de l’énergie de la réaction. C’est l’énergie des neutrons qui sert à chauffer un fluide pour produire de la vapeur et à terme de l’électricité. [10/11]")
Il y a une différence de masse entre les produits de la réaction et les réactifs de départ (de l’ordre de 10^-29KG… une paille). Cette masse est convertie en énergie selon la fameuse équation d’Einstein. [11/11]
![Il y a une différence de masse entre les produits de la réaction et les réactifs de départ (de l’ordre de 10^-29KG… une paille). Cette masse est convertie en énergie selon la fameuse équation d’Einstein. [11/11]](https://pbs.twimg.com/media/Em3qfSwWEAIpeYF.jpg "Il y a une différence de masse entre les produits de la réaction et les réactifs de départ (de l’ordre de 10^-29KG… une paille). Cette masse est convertie en énergie selon la fameuse équation d’Einstein. [11/11]")
