THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Le xxe siècle nous a appris que l'énergie de fusion thermonucléaire est la source d'énergie du Soleil et de la plupart des autres étoiles. C'est cette énergie qui produit le rayonnement électromagnétique X issu de la région centrale de notre étoile et qui, par diffusion, absorption et réémission, devient la lumière qui nous parvient sur la Terre. Cette lumière satisfait, à travers la photosynthèse, aux besoins vitaux des plantes et des bactéries photosynthétiques, animant ainsi la quasi-totalité de la vie sur la Terre. Ce sont aussi les flux de neutrons produits par les réactions thermonucléaires qui ont permis de passer des éléments datant du big bang, (hydrogène, hélium...) aux matériaux constituant les étoiles, matériaux à partir desquels le système solaire, notamment, s'est formé.
Puisque ce phénomène de la fusion thermonucléaire se produit dans tant d'étoiles, il doit y avoir une propension des lois de la nature à le déclencher et à l'entretenir. Peut-on le reproduire sur la Terre ? Trois points sont à considérer.
Premier point : pour leur démarrage dans le Soleil, les réactions thermonucléaires exigent outre l'hydrogène (de masse atomique 1), qui forme environ 74 p. 100 de la masse des étoiles, du deutérium (isotope de l'hydrogène de masse atomique 2). La quantité de deutérium présente initialement dans le Soleil, de l'ordre de 10—4 fois celle de l'hydrogène, c'est-à-dire proche de la quantité issue des réactions de « nucléosynthèse » lors du big bang, n'est pas suffisante pour y alimenter les réactions thermonucléaires. Mais de nombreux autres noyaux de deutérium 12D sont formés dans la région centrale du Soleil par la fusion de deux noyaux d'hydrogène 11H, selon la réaction :
e étant la charge de l'électron (en valeur absolue) et ν [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 29 pages
Écrit par :
- Robert DAUTRAY : membre de l'Académie des sciences
- Pascal GARIN : directeur adjoint de l'Agence I.T.E.R. France
- Michel GRÉGOIRE : adjoint au chef du service de physique des plasmas de fusion du département de recherche sur la fusion contrôlée
- Guy LAVAL : auteur
- Jean-Paul WATTEAU : conseiller scientifique au Commissariat à l'énergie atomique
- Joseph WEISSE : auteur
Classification
Autres références
« THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE » est également traité dans :
ÉNERGIE - La notion
Dans le chapitre « Énergie nucléaire » : […] Les réactions nucléaires peuvent ainsi libérer une énergie cinétique considérable. Les noyaux des atomes sont composés de deux types de particules appelées nucléons : les protons et les neutrons. Les protons, ou noyaux d'hydrogène, ont une masse m p = 1,672 5 . 10 —27 kg et une charge positive e = 1,6 . 10 —19 C, qui est, en valeur absolue, la même que celle de l'électron. Les neutrons, ne […] Lire la suite
ÉTOILES
Dans le chapitre « Évolution des étoiles » : […] L'étude de l'évolution stellaire a pour but de fournir l'interprétation physique de l'ensemble des observations dont on dispose sur la structure des étoiles. Le développement considérable de cette discipline depuis la fin des années 1950 a largement profité des performances croissantes des ordinateurs et de la mise au point des techniques d'analyse numérique adaptées. Parallèlement, les progrès ra […] Lire la suite
GRAVITATION ET ASTROPHYSIQUE
Dans le chapitre « Équilibre gravitationnel et relaxation de l'énergie dans les étoiles » : […] Après la percée décisive que constituait la mesure de G, l'interprétation physique des phénomènes gravitationnels progressa peu durant près d'un siècle, si l'on excepte quelques spéculations audacieuses qui préfiguraient la théorie moderne des trous noirs : John Michell lui-même, dès 1784, puis Pierre Simon de Laplace, en 1796, montrèrent qu'un corps suffisamment massif et compact pourrait avoir […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) - Plasmas
Dans le chapitre « Réactions nucléaires dans les plasmas » : […] À très haute température, quand on dépasse la dizaine de millions de kelvins, les plasmas constitués de noyaux légers peuvent être le siège de réactions de fusion nucléaire, avec production de noyaux plus lourds et surtout d'énergie. La nécessité d'atteindre des températures très élevées est due à ce que, avant de fusionner sous l'effet des forces nucléaires, les deux noyaux en présence doivent d […] Lire la suite
NUCLÉAIRE - Applications civiles
Le nucléaire civil couvre de nombreux domaines faisant appel, d'une part, à la radioactivité et aux rayonnements ionisants, et, d'autre part, à la production d'énergie par fission d'atomes lourds ou fusion d'atomes légers. Parmi les applications de la radioactivité, outre de multiples domaines de la recherche, la plus importante est probablement l'utilisation des rayonnements à des fins médicales […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques
Dans le chapitre « Applications énergétiques » : […] Les applications énergétiques de la physique nucléaire sont bien connues et une part importante de l'électricité est maintenant produite à partir des réactions de fission des noyaux lourds (principalement l'uranium). Les travaux actuels dans ce domaine se concentrent sur la recherche de cycles moins polluants, tel le cycle du thorium, et s'attachent à trouver des solutions au grave problème des d […] Lire la suite
PLANÈTES
Dans le chapitre « Comment définir une planète ? » : […] Finalement, qu’est-ce qu’une planète ? La réponse à cette question pourrait sembler aller de soi. Pourtant, la définition d’une planète n’a cessé d’évoluer avec le temps. Il en est de même de leur nombre. De cinq dans l’Antiquité, leur nombre passe à six pour inclure la Terre, avec l’avènement de l’héliocentrisme, puis à sept avec la découverte d’Uranus. Les « petites planètes » que sont les plus […] Lire la suite
RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons X cosmiques
Dans le chapitre « Sources transitoires, sources à bouffées » : […] On connaît par ailleurs des sources pour lesquelles les variations temporelles ne sont pas périodiques. Par exemple, les sources transitoires ont, en rayons X, un comportement semblable aux novae en optique. Elles apparaissent brusquement dans le ciel, puis leur flux décroît en quelques jours. On pense que certaines de ces sources sont des systèmes binaires dont l'orbite est très excentrée : l'éto […] Lire la suite
SAKHAROV ANDREÏ DIMITRIEVITCH (1921-1989)
Mondialement connu pour ses prises de position courageuses sur la défense des droits de l'homme et des libertés fondamentales, Andreï Dimitrievitch Sakharov a reçu le prix Nobel de la paix en 1975. Ses paroles ont eu d'autant plus d'impact qu'il fut l'un des grands physiciens soviétiques de sa génération, dont les travaux, aussi bien théoriques qu'appliqués, ont eu des répercussions considérables […] Lire la suite
SOLEIL
Dans le chapitre « Structure interne » : […] Les photons formés à l'intérieur du Soleil n'étant pas observables, il est fait appel, pour obtenir des informations expérimentales sur l'intérieur du Soleil, à des particules capables de le traverser, les neutrinos, ou à des phénomènes globaux d'oscillation qui permettent de sonder le Soleil comme le fait, pour la Terre, la sismologie. Les données, pourtant, ne peuvent s'interpréter qu'à travers […] Lire la suite
Voir aussi
- ABSORPTION physique
- ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES
- AMPLIFICATION D'IMPULSION À DÉRIVE DE FRÉQUENCE
- BREMSSTRAHLUNG ou RAYONNEMENT DE FREINAGE
- BREMSSTRAHLUNG INVERSE
- CHAMP MAGNÉTIQUE
- CHAUFFAGE
- CIBLE physique
- COEFFICIENT DE DIFFUSION
- CŒUR génie nucléaire
- COMPRESSION physique
- CONDUCTION THERMIQUE
- CONFINEMENT INERTIEL
- CONFINEMENT MAGNÉTIQUE
- COOPÉRATION INTERNATIONALE
- COOPÉRATION INTERNATIONALE espace
- DENSITÉ
- DEUTON ou DEUTÉRON
- ÉCHANGE DE CHARGE
- LOIS D' ÉCHELLE
Pour citer l’article
Robert DAUTRAY, Pascal GARIN, Michel GRÉGOIRE, Guy LAVAL, Jean-Paul WATTEAU, Joseph WEISSE, « THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 mars 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-thermonucleaire/