Une source d'énergie quasiment illimitée

 

 

On se propose de vérifier l'affirmation suivante: «1L d'eau de mer contient du deutérium permettant d'obtenir autant d'énergie que 800L d'essence».

La réaction de fusion entre un noyau de deutérium 1 2 H MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaykW7daqhaaWcbaGaaGymaaqaaiaaikdaaaGccaWGibaaaa@3C38@  et un noyau de tritium 1 3 H MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaykW7daqhaaWcbaGaaGymaaqaaiaaiodaaaGccaWGibaaaa@3C39@  conduit à un noyau d'hélium 2 4 He MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaykW7daqhaaWcbaGaaGOmaaqaaiaaisdaaaGccaWGibGaamyzaaaa@3D25@  et à un neutron.

1. Écrire la réaction de fusion citée dans le texte.

2. Calculer l'énergie dégagée par la fusion d'un noyau de deutérium et d'un noyau de tritium.

3. Sachant que la concentration massique en deutérium de l'eau de mer est C m =33g. m 3 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaadoeadaWgaaWcbaGaamyBaaqabaGccqGH9aqpcaaIZaGaaG4maiaaykW7caWGNbGaaiOlaiaad2gadaahaaWcbeqaaiabgkHiTiaaiodaaaaaaa@4294@ , calculer l'énergie libérée par le deutérium contenu dans 1,0L d'eau de mer.

4. Sachant que le pouvoir calorifique de l'essence vaut 3,5× 10 7 J. L 1 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefm0B1jxALjhiov2DaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaebbnrfifHhDYfgasaacH8WjY=vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqaq=JfrVkFHe9pgea0dXdar=Jb9hs0dXdbPYxe9vr0=vr0=vqpWqaaeaabaGaaiaacaqabeaadaabauaaaOqaaiaaiodacaGGSaGaaGynaiabgEna0kaaigdacaaIWaWaaWbaaSqabeaacaaI3aaaaOGaaGPaVlaadQeacaGGUaGaamitamaaCaaaleqabaGaeyOeI0IaaGymaaaaaaa@4494@ , commenter l'affirmation proposée.

 

 

Données:

*    masse du noyau de deutérium: 3,34358x10-27 kg.

*    masse du noyau de tritium: 5,00736x10-27 kg.

*    masse du noyau d’hélium: 6,64466x10-27 kg.

*    masse du neutron: 1,67493x10-27 kg.

*    célérité de la lumière dans le vide: c=299792458 m.s-1.

*    nombre d’Avogadro: NA=6,02x1023 mol-1.

 

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