4-Le soleil, un réacteur nucléaire
Rappels
Document 1 - Structure de l'atome
Noyau et électrons
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Un atome est constitué d'un ou plusieurs électrons et d'un noyau, lui-même formé d'un nombre variable de protons et de neutrons.
À gauche : atome d'hélium 4 avec son noyau atomique au centre (2 protons et 2 neutrons) et le nuage électronique tout autour.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome
- Un neutron est une particule neutre (sans charge électrique) du noyau.
- Un proton est une particule chargée positivement du noyau.
- Un élément chimique X se note avec le symbole :
 , avec :
- Z le numéro atomique : c’est le nombre de protons (donc de charges positives) : il caractérise l’élément chimique ;
- A le nombre de masse = c’est le nombre de protons et de neutrons ; il permet de distinguer un isotope d’un autre (qui ont le même numéro atomique).
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Seul l'atome d'hydrogène 1H ne possède pas de neutron (protium).
Le tableau périodique classe les éléments chimiques en fonction de leur numéro atomique.
Fission et fusion nucléaire : "transformation" d'un élément en un autre
La fission nucléaire consiste à casser un noyau atomique lourd, comme celui de l’uranium 235 ou du plutonium 239, en projetant sur lui un neutron : le noyau lourd se divise alors en deux noyaux plus légers.
Cette réaction libère de l’énergie et des neutrons qui peuvent percuter d’autres atomes lourds qui se divisent à leur tour. Cette réaction dite « en chaîne » est exploitée dans les réacteurs nucléaires actuels, la chaleur induite étant convertie en électricité.
La fusion nucléaire est au contraire la réunion de deux noyaux légers en un seul noyau plus lourd et plus stable.
Pour que deux noyaux fusionnent, ceux-ci doivent être portés à des températures et des pressions très hautes. Dans la nature, ce phénomène se produit au cœur du Soleil et des étoiles.
Source : https://www.connaissancedesenergies.org/quelle-est-la-difference-entre-fission-et-fusion-nucleaire-130603
Document 2 - Les ondes électromagnétiques
La lumière visible (par l'œil humain) est un rayonnement (une onde) électromagnétique, mais ne constitue qu'une toute petite partie du spectre électromagnétique (rayons gamma, rayons X, ultraviolet, visible, infrarouge, ondes radio) :
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique
Document 3 - Équivalence entre puissance et énergie
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L'énergie (E) est égale à une puissance (P) développée sur une certaine durée (t).
- J : joule (unité d'énergie)
- W : watt (unité de puissance)
- s : seconde (unité de temps)
Source : https://slideplayer.fr/slide/4056944/ |
Document 4 - Conversion d'une forme d'énergie en une autre
Source : https://phet.colorado.edu/fr/simulation/energy-forms-and-changes