Partie 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Document 1
"Une centrale électrique est une usine qui produit de l’énergie électrique. Il en existe plusieurs sortes : des centrales thermiques à combustibles fossiles, les centrales thermiques à combustibles nucléaires, les centrales hydrauliques.... Toutes sont basées sur le même principe : faire tourner une turbine couplée à un alternateur qui fabrique de l’électricité.
La différence de fonctionnement se situe au niveau de la production d’énergie mécanique lors de l’entraînement de la turbine. Dans les centrales hydrauliques, l’eau des barrages actionne la turbine. Dans les centrales thermiques classiques, un combustible fossile est brûlé pour transformer de l’eau en vapeur, produisant de l’énergie thermique pour entraîner la turbine. Dans les centrales thermiques nucléaires, les noyaux d’uranium remplacent le combustible fossile. En se scindant, ces gros noyaux libèrent de l’énergie nucléaire, qui sera utilisée pour produire de la vapeur d’eau laquelle peut activer la turbine."

Source : D’après le site du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives www.cea.fr/jeunes/themes/l_energie_nucleaire

Document 2
On appelle période radioactive (ou demi-vie) la durée au bout de laquelle la moitié d’une population de noyaux radioactifs s’est désintégrée.

Document 3 : période radioactive de quelques déchets radioactifs.

Noyau radioactif	Période radioactive
cobalt 60	5,2 ans
tritium	12,2 ans
césium 137	30 ans
américium 241	432 ans
radium 226	1600 ans
plutonium 239	24 110 ans
neptunium 237	2 140 000 ans

Source : d’après www.science.gouv.fr v>

QUESTIONS

Question 1 (2 points)

Citer les trois différentes ressources énergétiques nommées dans le document 1. Préciser parmi ces trois ressources, quelles sont celles qui sont non renouvelables ?

Question 2 (1 point)

Recopier, en complétant les cases 1 et 3, la chaîne énergétique ci-dessous qui correspond à celle d’une centrale thermique à combustible nucléaire.

Question 3 (3 points)

Dans les centrales nucléaires, les déchets produits contiennent de nombreux noyaux radioactifs : césium, strontium, ...De tels noyaux se désintègrent plus ou moins rapidement au cours du temps.

3a) Sachant que le noyau atomique de strontium est composé de 38 protons et 52 neutrons, écrire sur votre copie la représentation correcte de ce noyau parmi les 4 propositions ci-dessous:

3b) En utilisant le document 2, déterminer graphiquement la période radioactive du strontium.

3c) A partir du document 3 et de vos connaissances, expliquer en quoi la gestion des déchets radioactifs peut poser problème.

Référence de la querstion	Réponses attendues	Barême
question 1	Ressources fossiles ou nucléaires Ressources fossiles Ressources hydrauliques Les ressources non renouvelables sont les resources fossiles	1 point 1 point
question 2	Case 1 : énergie nucléaire Case 2 : énergie mécanique	2 x 0,5 point
question 3a	choix correct ⁹⁰₃₆Sr	0,5 point
question 3b	un peu moins de 30 ans	1 point
question 3c	3 éléments de réponse attendus: - la durée nécessaire à la disparition de la radioactivité - la longévité du matériau utilisé pour stocker les déchets - le lieu de stockage Exemple de réponse: La réaction de fission produit de nombreux déchets radioactifs qui doivent être stockés parfois sur de très longues durées (le temps que leur radioactivité disparaisse). Il faut donc trouver des lieux de stockage et construire des dispositifs qui seront, pour certaisn d'entre eux utilisés pendant des millions d'années. Cela pose aussi le problème de l'évolution des matériaux contenant ces déchets sur des durées aussi longues.	1,5 point