Sciences-Nucleaires | Dr. Goulu

Avez-vous entendu parler des pâtes nucléaires ? Pourrait-on en reproduire en laboratoire ? Et quelles avancées ou compréhensions pourrait-on obtenir ?

Thu, 23 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je ne connaissais pas, donc merci pour la question :-)

La page donne plus de liens, notamment vers une simulation que j’ai trouvé sur YouTube et qui montre les différentes formes de “pâtes” formées par les neutrons et les protons en fonction de la pression dans :

(mention spéciale pour la phase “Swiss Cheese” …)

J’ai traduit le paragraphe clé sur la formation des pâtes

La présence d’une petite population de protons est essentielle à la formation des pâtes nucléaires. L’attraction nucléaire entre protons et neutrons est supérieure à l’attraction nucléaire de deux protons ou de deux neutrons. De même que les neutrons stabilisent les noyaux lourds d’atomes conventionnels contre la répulsion électrique des protons, les protons agissent pour stabiliser les phases des pâtes. La compétition entre la répulsion électrique des protons et la force d’attraction entre les noyaux ainsi que la pression à différentes profondeurs dans l’étoile conduisent à la formation de pâtes nucléaires.

Pour en produire sur Terre : oubliez ! La est de l’ordre de 10^{31 Pascal, alors que la pression la plus élevée du système solaire, au centre du Soleil n’est que de 35.10}15 Pascal, ce qui n’est que 6x plus que dans une explosion de , mais quand même encore 10^16 fois pas assez pour de la pasta nucléaire … ( voir )

Pour confirmer l’existence de cette , il va falloir recourir à des méthodes indirectes. L’une est déjà esquissée dans cet article : on n’a observé aucun pulsar X de période supérieure à 12 secondes, alors que les “vieux” pulsars auraient du ralentir à des périodes supérieures. Selon les auteurs, c’est justement la structure de la croûte en pasta qui empêche le ralentissement (ou l’émission de X ?, faut que je lise l’article entier …)

Notes de bas de page

Pourquoi le nucléaire au thorium n'a-t-il pas plus de succès aujourd'hui ?

Thu, 24 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Parce qu’il faut tout refaire à partir de zéro : toute la filière de combustible, la construction de réacteurs différents, la courbe d’expérience avec les inévitables accidents, la gestion des déchets etc.

Je suis persuadé que si les militaires n’avaient pas encouragé, voire initié toute la filière nucléaire, on aurait choisi le thorium et on aurait eu beaucoup moins de problèmes de sécurité et de déchets.

Maintenant, c’est malheureusement trop tard.

Du moins chez nous, parce que la Chine continue, et même accélère le développement de réacteurs au thorium

Notes de bas de page

Dans les expériences en laboratoire, les champs magnétiques pourraient-ils être suffisamment puissants pour amener un proton ou un neutron à sortir du noyau ?

Thu, 10 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Un Champ magnétique statique n’a aucune influence sur un proton immobile. Par contre la déviera des protons lancés à grande vitesse.

C’est le principe utilisé en , ou pour faire tourner en rond des hadrons (protons ou noyaux de plomb) dans le LHC par exemple.

Votre proposition serait que la Force de Lorentz soit assez forte pour arracher les protons du noyau et laisser les neutrons non chargés continuer tout droit ?

Je n’ai pas fait le calcul mais au pif je pense que nos plus forts aimants (45 Tesla) sont des milliards de fois trop faibles. Et ils ont la sale tendance à exploser sous la pression magnétique créée par leur propre .

Maintenant, près d’un , faudrait voir…

Une bombe nucléaire fait un trou de quelle profondeur ?

Wed, 18 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

En principe elle ne fait pas de cratère parce qu’on la fait exploser en altitude pour différentes raisons:

l’explosion touche une plus grande surface
elle détruit les systèmes électroniques par effet EMP
elle fait moins de retombée radioactives (justement parce qu’elle aspire moins de matière du sol, qui devient radioactive dans le champignon)
elle ne risque pas d’être détruite lors du contact avec le sol au point de ne pas exploser. C’est la raison pour laquelle Hiroshima et Nagasaki ont pété à environ 500m d’altitude …

Ceci dit, on peut quand même les faire détonner au sol, ou même en dessous du sol pour détruire des bunkers par exemple. D’ailleurs a été fait par une bombe nucléaire enterrée à 200m de profondeur pour un essai. D’une puissance de 104 kT, la bombe a déplacé plus de 11 000 000 tonnes de terre. et fait un cratère de plus de 400m de diamètre et de 100m de profond, le cratère de

et dans le rond rouge il y a:

L’essai est réussi dans la mesure où il était justement destiné à évaluer les applications “civiles” une explosion nucléaire pour percer un canal de Panama bis par exemple …

Pourquoi l'uranium 238 n'est-il pas utilisé pour l'énergie nucléaire ?

Sun, 15 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il l’est.

L’uranium 238 est un car il donne un — en l’occurrence, le — par capture d’un puis deux successives avec des de 1 407 secondes et 2,356 jours respectivement :
$${\displaystyle \mathrm {^{1}_{0}n+{}_{\ 92}^{238}U\to {}_{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23,45\ min}]{\beta ^{-}\ 1,265\ MeV}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2,3565\ jours}]{\beta ^{-}\ 0,722\ MeV}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }$$
Cette réaction est mise en œuvre dans les ce qui permet de rendre fissile une partie de l’uranium 238 en le convertissant en 239 fissile. Ce procédé est spécialement utilisé dans les réacteurs , conçus précisément pour générer leur propre à partir de matériaux fertiles, l’ étant naturellement fort peu abondant

Pourquoi l'uranium est-il radioactif ?

Tue, 03 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ n’est presque pas radioactif. Sa demi-vie est de 4.6 milliards d’années, c’est pour ça qu’on en trouve encore dans la nature. On y trouve aussi un peu d’Uranium 235, de demi-vie de 700 millions d’années.

Les avec un numéro inférieur à 235 sont plus radioactifs parce que leurs noyaux n’ont pas assez de neutrons, et ceux qui ont un numéro supérieur à 238 parce qu’ils ont trop de neutrons. Entre les deux le 236 et le 237 sont plus radioactifs que le 235 et 238 parce que leur noyau est bizarre …

En plus, tous les éléments plus lourds que le Bismuth sont instables. En fait même le Bismuth 209 n’est pas totalement stable, mais sa demi-vie est de 19 milliards de milliards d’années, alors on fait comme s’il était stable,

Quels sont les risques de la fusion nucléaire ?

Fri, 23 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Par ordre de probabilité:

Le coup de soleil. Le Soleil produit des UV
La mort par onde de choc / brûlure / rayons gamma / collision avec un objet emporté / cancer suite à une explosion de
Que la ne marche pas. Dans ce cas on aura perdu beaucoup d’argent, de travail et d’espoir …
Qu’elle marche . Dans ce cas les centrales deviendront radioactives, probablement moins qu’une centrale à fission, mais il faudra quand même les démanteler un jour et stocker les déchets. Mais ce n’est pas un risque, c’est une certitude. Si ça marche un jour…

Est-ce qu'une enceinte de confinement aurait pu aider à réduire les effets de la catastrophe nucléaire de Tchernobyl ?

Wed, 03 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La question porte sur la réduction des effets, pas sur leur suppression, donc je ne partage pas totalement l’avis de Michael Karnerfors traduit par . Effectivement, selon Brian Sheron, ancien directeur de la Nuclear Reactor Regulatory Research:

L’énergie de l’explosion de Tchernobyl a été de l’ordre de 320 GW par seconde, soit l’équivalent de 75t de TNT, c’est-à-dire 50 fois plus que le maximum qu’une enceinte de réacteur à eau pressurisé (PWR ou REP) serait capable de contenir

Mais une enceinte de confinement n’aurait pas éclaté en morceaux comme on le voit sur la photo. Elle se serait certainement ouverte avec une grosse fissure, laissant échapper la vapeur et les gaz radioactifs qui ont formé les fameux nuages, mais elle aurait retenu la majorité du combustible et des éléments solides qui se sont éparpillés tout autour du site.

Globalement ça n’aurait pas changé grand chose, mais localement ça aurait sans aucun doute réduit les effets, en particulier en permettant de construire un sarcophage plus petit, plus solide, plus vite, moins cher.

Notes de bas de page

Quel est le consensus scientifique à propos de la fusion nucléaire ?

Tue, 25 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le consensus est que ça marche très bien dans les étoiles, et aussi dans les bombes H, quoique moins longtemps.

Et que la fusion contrôlée s’avère beaucoup, beaucoup plus difficile à effectuer de manière rentable (1- en énergie, 2- en pognon) que prévu. Et ce sera moins propre qu’espéré aussi.

Je ne sais pas si ça correspond au consensus, mais je connais 3 personnes qui ont travaillé à un haut niveau dans ce domaine et ont changé d’activité pour “voir le résultats de mon travail de mon vivant” m’a dit l’un d’eux il y a 20 ans …

Il y a 20 ans je n’aurais pas parié un franc sur des technos comme le ou la tant les à la ITER étaient avancés, mais aujourd’hui ils sont tous à égalité : ça marche presque, ou ça marche en tout petit, et “yapluka” faire des installations gigantesques pour que ça marche mieux dans 30 ans (ça fait 50 ans qu’on nous dit ça : dans 30 ans…)

Pendant ce-temps, un superbe réacteur à fusion nous éclaire et nous réchauffe tous les jours (surtout aujourd’hui …) et on a appris à capter son énergie pour produire de l’électricité propre et rentable en mettant juste des panneaux sur les toits…

Notes de bas de page

Comment l'uranium se forme-t-il naturellement ?

Tue, 18 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tout l’Uranium naturel* qu’on trouve sur Terre s’est formé en quelques secondes lors de la d’une (ou plusieurs…) supernova il y a plus de 5 milliards d’années, avant la formation su système Solaire.

Contrairement à tous les autres éléments radioactifs produits au même instant, il en reste car sa est très longue (~ 4,4688 milliards d’années pour l’ et ~ 703,8 millions pour l’ )

Les autres exceptions sont le (14 milliards d’années) et le (1.251 milliards d’années). Avec l’Uranium ils sont responsables de la plus grande partie de la et de ses conséquences : volcans, tectonique des plaques, et probablement nous.

Note* : il existe aussi quelques isotopes artificiels (= à courte période) de l’Uranium produits lors de diverses réactions nucléaires.

Tous les avions transportent-ils de l'uranium appauvri en tant que contrepoids ?

Thu, 13 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

D’après , ça a plutôt l’air vieux:

L’uranium appauvri a aussi été utilisé comme contrepoids en aviation, sur les premiers , les , les par exemple, ce qui pose le problème du recyclage de ces avions qui, pour beaucoup, arrivent en fin de vie. Dans cet emploi, il est progressivement remplacé par le .

Je me demande même si les avions modernes ont un contrepoids, ça me parait aberrant vu qu’on essaie de réduire le poids des avions au minimum …

Au vu des derniers résultats du projet ITER en Chine, pensez-vous que nous parviendrons à atteindre l’énergie infinie avec la fusion nucléaire ?

Tue, 07 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

est à Cadarache, France, et ne fonctionne pas encore.

La Chine, qui est partenaire d’ITER, vient d’établir un record de durée de plasma à 100 millions de degrés dans leur tokamak , mais c’est encore loin des conditions nécessaires à une fusion industrielle.

Un jour on y arrivera, mais il ne faut pas trop compter là dessus pour les prochains 50 ans. Et ça ne sera pas aussi propre qu’on l’imagine.

Notes de bas de page

Quand la radioactivité d'un déchet cesse-t-elle ?

Mon, 08 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Quand son dernier atome radioactif devient stable, ce qui peut être très très très long.

Prenons une mole d’un isotope radioactif. Elle contient le Nombre d’Avogadro ( 6.0221409e+23 ) atomes. Après chaque il en reste la moitié, donc au bout de log_2(6.0221409e+23) = ~80 demi-vies qu’il y a moins d’une chance sur deux qu’il reste encore un atome de l’isotope initial.

Par exemple pour le , la demi-vie est de 24′110 ans, le dernier atome d’une môle disparaît au bout de 1′928′800 ans.

Le problème, c’est que la désintégration d’un atome d’un isotope de “déchet” peut produire un autre isotope dont la demi-vie est plus longue que la première ! Par exemple le Pu239 ci-dessus transmute en qui a une période de 703 millions d’années, donc le tout reste radioactif beaucoup plus longtemps après la désintégration du dernier atome de plutonium.

Maintenant il faut savoir quelque chose de très important : les substances qui ont les périodes les plus longues sont les moins radioactives, simplement parce que moins d’atomes par seconde transmutent en émettant un particule énergétique. Donc la durée de la radioactivité n’a pas vraiment de sens si on ne tient pas compte de l’activité totale, ou de la “radiotoxicité”, ce qui nous intéresse finalement.

Pour des déchets de centrales civiles, en additionnant les divers types de déchets on obtient une courbe de ce type (notez l’échelle log/log):

On y voit que l’activité des déchets diminue d’un premier facteur 10 en 2000 ans environ, puis d’un autre facteur 10 au bout de 40′000 ans environ, et qu’au bout de 200′000 ans, elle devient inférieure à celle du minerai d’Uranium (horizontale verte). C’est le niveau qui est considéré comme acceptable.