Le tableau de Mendeleïeff

Un atome est une agglomération compacte de protons de charge électrique positive et de neutrons de charge électrique neutre – cet agglomérat constituant le noyau de l’atome – autour de laquelle circulent des électrons de charge électrique négative. Le numéro atomique d’un élément représente le nombre de protons de l’atome.

Le tableau de Mendeleïeff  – ou tableau périodique des éléments – représente tous les élément chimiques en les classant par numéro atomique croissant et en les organisant en fonction de leur configuration électronique.

Parmi ces 118 éléments chimiques, 24 sont dits synthétiques parce qu’ils n’existent pas naturellement dans notre environnement terrestre et sont produits artificiellement dans les réacteurs nucléaires ou expérimentalement en laboratoire. Mais les réacteurs nucléaires produisent aussi des éléments radioactifs existant dans la nature. Dans leur grande majorité cependant, les éléments radioactifs créés dans les centrales nucléaires ne sont pas présents dans la nature. Les organismes vivants n’y ont pas été confrontés au cours de leur évolution et n’ont donc pu s’y adapter.

Qu’est-ce qu’un isotope?

Un même élément chimique se décline en plusieurs variétés, appelées ≪ isotopes ≫.

Ce terme signifie étymologiquement: ≪ même place ≫. Ce sont des éléments chimiques situés au même endroit dans le tableau de Mendeleieff. Ils ont même numéro atomique mais poids atomique différent. En d’autres termes, ils ont le même nombre d’électrons extérieurs, mais leurs noyaux n’ont pas le même nombre de neutrons.

Ces isotopes sont de deux types: ils sont stables, ou radioactifs auquel cas ils sont appelés ≪ radionucléides ≫ ou « radioisotopes ».

Exemples:

L’hydrogène a un isotope stable – le Deuterium – et un isotope radioactif – le Tritium.

Le sodium comprend 20 isotopes, dont un seul stable (le seul qui existe à l’état naturel). Tous les autres ont été synthétisés lors de réactions atomiques. 

Quand ils se désintègrent, les isotopes radioactifs se transforment soit en d’autres radionucléides qui se désintègrent à leur tour; soit en isotopes stables, ce qui met fin aux désintégrations.

La « période radioactive » ou « demi-vie physique»

 C’est la durée nécessaire pour que la moitié des atomes d’un isotope radioactif se désintègre. En d’autres termes, c’est le temps nécessaire pour que l’isotope radioactif perde la moitié de sa radioactivité. 

Mais ATTENTION: il ne suffit pas de la multiplier par deux pour avoir la durée de « vie » totale du radionucléide.

Exemple: l’Iode-131 a une période de 8,02 jours. Cela signifie qu’au bout de 8 jours, la moitié de ses atomes s’est

désintégrée. Huit jours plus tard, la moitié des atomes restants s’est à son tour désintégrée, soit le quart. Huit jours plus

tard, la moitié du quart restant s’est désintégrée, soit le huitième. Etc… On n’est donc pas débarrassé de l’Iode-131 au

bout de deux semaines!

Quelques isotopes radioactifs et leur  période :

                                         Strontium-89                                      50,6 jours 

                                         Cesium-134                                         2,06 ans

                                         Plutonium-241                                   14,4 ans

                                         Strontium-90                                     29,12 ans                        

                                         Cesium-137                                         30 ans

                                         Plutonium-238                                  87,74 ans

                                         Plutonium-240                                  6.537 ans

                                         Plutonium-239                                  24.390 ans

                                         Neptunium-237                                 2,1 Millions d’années

                                          (principal déchet radioactif à vie longue)

Le Plutonium-239 perd la moitie de sa radioactivité en 24.390 ans. Puis le quart en 24.390 ans, le huitième en 24.390 ans, le seizième en 24.390 ans, et ainsi de suite…On dépasse les 100.000 ans!

Appliquez ce calcul au Neptunium-237…

Que se passe-t-il quand un réacteur explose?

Les premières vagues de gaz, fumées et nanoparticules radioactives s’en dégageant constituent le ≪ choc d’iode ≫, car ce sont les isotopes d’Iode qui y dominent d’abord.

Puis les isotopes du Césium deviennent dominants. Ensuite, radiocésium, Strontium et nanoparticules d’Uranium deviennent à leur tour dominants.

UNITES DE MESURE DE LA RADIOACTIVITE

Il faut distinguer deux types de mesure:

1 – les mesures d’ACTIVITE radioactive

2 – les mesures de DOSES

 

UNITES DE MESURE DE DOSES

1- Approche basique

Mesure de LA DOSE ABSORBEE

Il s’agit de mesurer la quantité de rayonnements absorbés par un organisme ou un objet exposés à ces rayonnements.

Jusqu’en 1986, on utilisait le Rad.

On utilise maintenant le Gray [Gy].

1 Gray = 1 Joule déposé pour 1 kilogramme de matière irradiée.

Le Joule est une unité de mesure du travail, de l’énergie et de la quantité de chaleur.

1 Gray = 100 Rads

Mesure de LA DOSE EQUIVALENTE:

Il s’agit de mesurer les effets biologiques d’une irradiation en fonction de la nature des rayonnements.

Jusqu’en 1986, on utilisait le Rem. 

On utilise maintenant le Sievert [Sv]. C’est l’unité qui rend compte de l’effet biologique de la dose absorbée. Ce n’est pas une quantité physique mesurable mais le résultat d’un calcul. On obtient la mesure en Sieverts en multipliant la dose absorbée par un facteur dont la valeur dépend de la nature du rayonnement.

xgrays x 1 pour les rayons X et les électrons

xGrays x 5 pour les protons

etc

Cette mesure intègre le fait qu’à doses absorbées égales, certains rayonnements sont plus dangereux que d’autres.

Mesure de la DOSE EFFECTIVE ou DOSE EFFICACE:

Il s’agit de mesurer les effets biologiques d’une irradiation en fonction des tissus concernés.

La ≪ dose équivalente ≫ doit être pondérée par un facteur de risque spécifique pour chaque tissu ou organe, car les différents éléments de notre organisme réagissent différemment aux différents types de rayonnements. On obtient alors la ≪ dose effective ≫ ou ≪ dose efficace ≫.

Cette dose effective s’exprime le plus souvent en milliSieverts [mSv].

Le facteur de pondération va de 0,01 pour le cerveau à 0,12 pour la moelle osseuse.

Cette mesure intègre le fait qu’à doses équivalentes égales, le risque varie selon les tissus atteints.

La DOSE EFFICACE CORPS-ENTIER est la somme des doses efficaces reçues par chaque organe.

Elle évalue donc – de façon indirecte- le risque pour la santé lié à la dose reçue. Ce risque est dit ≪ risque stochastique ≫. On dit aussi que les effets ≪ stochastiques ≫ sont les effets tardifs des rayonnements, dont la gravité est indépendante de la dose mais dont la probabilité d’occurrence croît avec celle-ci.

PETIT SCHEMA ANALOGIQUE (APPROXIMATIF)

A lance des pierres sur B.

Le nombre de pierres envoyées par A = l’activité , mesurée en Bq

Le nombre de pierres reçues par B x l’énergie cinétique des pierres = la dose absorbée, mesurée en Gy

Les marques et blessures sur le corps de B, selon la lourdeur et la forme des pierres, et selon les parties du corps plus

ou moins sensibles = la dose effective calculée à partir de la dose équivalente, mesurées en Sv et mSv

Exemples de doses ≪ en cours ≫:

irradiation moyenne en France = 2 mSv/an

dose annuelle admissible légale = 1mSv/an

La dose qui tue 50% de ceux qui la reçoivent = 5 Sv

2- Connaissances subsidiaires:

On parle aussi de mesures de DEBIT DE DOSE:

Le débit de dose est le rapport entre la dose radioactive et la durée d’exposition.

Le débit de dose absorbée se mesure en Grays par seconde [Gy/s]

Le débit de dose efficace se mesure en Sievert par seconde [Sv/s] ou Sievert par heure [Sv/h]

C’est ce qu’on appelle en langage courant ≪ niveau de radioactivité »

La mesure d’EXPOSITION:

Il s’agit d’établir le rapport entre l’énergie déposée dans un élément et la masse de cet élément.

La mesure de TAUX DE COMPTAGE:

Un détecteur – un compteur Geiger par exemple – ne mesure pas une activité, mais seulement le

nombre de désintégrations qu’il parvient à observer en un temps donne.

Il faut opérer ensuite une conversion grâce à des calculs compliqués pour se faire une idée de la

radioactivité réelle…

TABLEAU RECAPITULATIF

Mesures d’activité et d’énergie déposée : Becquerel et multiples du Becquerel (désintegration/s)

Gray (J/kg)

On est là dans la mesure de quantités physiques mesurables.

Calculs de doses effectives ou efficaces : Sievert et sous-multiples du Sievert

On est là dans la quantification de phénomènes non mesurables, par des calculs fondés sur des

facteurs d’évaluation.

 

Sources:

Site de l’ASN

Wikipedia

Merci a Yves LENOIR pour ses corrections éclairées.

Tout d’abord, il existe déjà des solutions de stockage de l’électricité avec une capacité de stockage de moyen terme (supérieur à plusieurs heures) de plus de 5GW. 

Il existe aussi des solutions de stockages inférieurs à 15 minutes (les volants d’inertie).

Ces capacités de stockage sont pour certains experts suffisants jusqu’à ce qu’on arrive à 30% d’énergies renouvelables dans la part d’électricité produite. On est aujourd’hui à 23%.

Pour aller plus loin, il faut comprendre deux techniques.

– Les Steps : C’est le principe du barrage avec une étendue d’eau en hauteur et une étendue d’eau plus bas. Lorsqu’on souhaite stocker l’électricité, on l’utilise pour faire remonter l’eau. Quand on souhaite utiliser l’électricité, on la régénère en la faisant redescendre. Ces steps représentent la solution de stockage la plus utilisée. Des développements technologiques pourraient la rendre encore plus fréquente. Par exemple, l’observatoire des énergies renouvelables parlait en 2018 du potentiel des carrières abandonnées à cet effet. Ainsi, des micro-Steps pourraient permettre une offre locale de l’électricité incluant le stockage.

– Le Power to Gas : Il s’agit d’arrêter de réfléchir en terme d’électricité, et de ne plus raisonner qu’en terme d’énergie. On peut convertir l’électricité en gaz naturel qui est facile à stocker (c’est la méthanation à ne pas confondre avec la méthanisation qui est la production de gaz naturel à partir de la dégradation de déchets organiques, autre source de production d’énergie, mais qui n’est pas une solution de stockage). On peut alors soit utiliser ce gaz naturel, dans les réseaux de gaz existants soit le reconvertir en électricité. 

Des questions se posent alors sur l’utilisation des réseaux de gaz naturel par les compagnies d’électricité et sur la création de circuits fermés, actuellement à l’état de projet pour réutiliser le CO2 qui s’échappe lorsque le gaz naturel est utilisé afin de le reméthaniser, sans aucune production alors de gaz à effet de serre.

Il est important de comprendre qu’en terme d’énergies renouvelables et de stockage, on est en 2019 là ou on en était à la fin des années 80 avec les ordinateurs. Faudrait-il pour autant arrêter les projets?

Sans cesse, il ne s’agit en fait que de limites qui sont de l’ordre de seuil de rentabilité non-atteint ou de dépôt de projets qui sont pris dans une certaine lenteur administrative, en partie justifiée. Une véritable volonté politique est nécessaire.

Néanmoins si le coût du stockage est trop élevé, il se peut qu’on lui préfère un excédent de production.

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Les 16 objections les plus fréquentes à la transition énergétique vers 100 % d’énergies renouvelables

1. On ne peut pas se passer du nucléaire.

2.  On va être obligé de rouvrir des centrales au charbon comme en Allemagne.

3. Oui, mais les éoliennes blessent ou tuent des animaux (oiseaux, chauve-souris…) et perturbent la biodiversité.

4. On ne peut quand même pas avoir des éoliennes partout sur le territoire (Ça détruit le paysage et ce n’est pas esthétique).

5. Les grands parcs éoliens peuvent aussi participer à la destruction de parcs naturels ou participer à la destruction d’environnements.

6. Les panneaux photovoltaïques sont produits en Chine ce qui cause de la pollution (transport).

7. La France n’est pas capable de mener des projets d’énergie renouvelable (Réf : Projet d’hydrolienne au raz Blanchard dans la Manche).

8. Les éoliennes et les panneaux photovoltaïques n’assurent pas une production d’énergie électrique constante

9. L’électricité ne peut être stockée d’où l’intérêt du nucléaire car la production peut être contrôlée en fonction de la consommation ce qui n’est pas le cas pour le renouvelable.

10. La fusion nucléaire, nucléaire de l’avenir, est propre et ne produit pas de déchets nucléaires.

11. Le nucléaire n’émet pas de Gaz à Effet de Serre (GES).

12. Les panneaux photovoltaïques et les éoliennes utilisent des terres rares

13. Ce qu’il faut, c’est diminuer la consommation d’électricité, et ça on en n’est pas capable.

14. Si on supprime le nucléaire, cela impliquera le chômage des salariés du nucléaire.

15. On exporte aujourd’hui notre électricité.

16. Il se peut que vous ayez une autre remarque.

L’idée reçue est que la fusion nucléaire est un projet parfait. Il s’agirait non pas de fissurer l’atome obtenant un résultat instable et créant des déchets nucléaires pour la durée de cette instabilité, mais de fusionner des atomes créant une molécule stable et donc sans déchet nucléaire. 

En réalité, ce n’est pas vrai. La fusion utilise du tritium qui est radioactif et doit être produit par des réacteurs nucléaires classiques. Il est aussi question d’essayer de produire le tritium sur place, à partir de la fusion, mais ce n’est pas encore gagné. 

La fusion produit des neutrons qui vont irradier tout ce qui entoure le réacteur. Les matériaux capables de résister sont encore à concevoir. De plus, à quelle fréquence faudra-t-il les remplacer?

Bref, la fusion, si on arrive à la faire fonctionner pour produire de l’électricité (l’ITER de Cadarache ne produira rien), ne générera pas autant de déchets que la fission, mais en générera… (Réf. David Boilley, ACRO)

Les chinois disent avoir atteint une température de 100 millions de degrés. Toutefois, il faut encore maintenir cette température sans risque, arriver à la canaliser et produire la réaction de fusion espérée. De plus, la fusion arriverait trop tard par rapport aux enjeux de la transition énergétique. Le réchauffement climatique relève de l’urgence.

Quand à la fusion froide, à température ambiante, elle a été soi-disant obtenue en 1989, mais rien n’a jamais été constatée. Nous en resterons là.

La fusion n’a pas encore produit 1 MW. L’urgence est d’investir massivement dans les énergies renouvelables.

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Les 16 objections les plus fréquentes à la transition énergétique vers 100 % d’énergies renouvelables

1. On ne peut pas se passer du nucléaire.

2.  On va être obligé de rouvrir des centrales au charbon comme en Allemagne.

3. Oui, mais les éoliennes blessent ou tuent des animaux (oiseaux, chauve-souris…) et perturbent la biodiversité.

4. On ne peut quand même pas avoir des éoliennes partout sur le territoire (Ça détruit le paysage et ce n’est pas esthétique).

5. Les grands parcs éoliens peuvent aussi participer à la destruction de parcs naturels ou participer à la destruction d’environnements.

6. Les panneaux photovoltaïques sont produits en Chine ce qui cause de la pollution (transport).

7. La France n’est pas capable de mener des projets d’énergie renouvelable (Réf : Projet d’hydrolienne au raz Blanchard dans la Manche).

8. Les éoliennes et les panneaux photovoltaïques n’assurent pas une production d’énergie électrique constante

9. L’électricité ne peut être stockée d’où l’intérêt du nucléaire car la production peut être contrôlée en fonction de la consommation ce qui n’est pas le cas pour le renouvelable.

10. La fusion nucléaire, nucléaire de l’avenir, est propre et ne produit pas de déchets nucléaires.

11. Le nucléaire n’émet pas de Gaz à Effet de Serre (GES).

12. Les panneaux photovoltaïques et les éoliennes utilisent des terres rares

13. Ce qu’il faut, c’est diminuer la consommation d’électricité, et ça on en n’est pas capable.

14. Si on supprime le nucléaire, cela impliquera le chômage des salariés du nucléaire.

15. On exporte aujourd’hui notre électricité.

16. Il se peut que vous ayez une autre remarque.

Nous sommes en période de transition énergétique. Celle-ci est rapide à certain moment et les évolutions technologiques et légales sont normales. Donc si vous avez une autre question, n’hésitez pas.

vous pouvez nous écrire sur:

nucleaireenquestions@lagrandemarche.org

ou simplement remplir le formulaire de contact

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1. On ne peut pas se passer du nucléaire.

2.  On va être obligé de rouvrir des centrales au charbon comme en Allemagne.

3. Oui, mais les éoliennes blessent ou tuent des animaux (oiseaux, chauve-souris…) et perturbent la biodiversité.

4. On ne peut quand même pas avoir des éoliennes partout sur le territoire (Ça détruit le paysage et ce n’est pas esthétique).

5. Les grands parcs éoliens peuvent aussi participer à la destruction de parcs naturels ou participer à la destruction d’environnements.

6. Les panneaux photovoltaïques sont produits en Chine ce qui cause de la pollution (transport).

7. La France n’est pas capable de mener des projets d’énergie renouvelable (Réf : Projet d’hydrolienne au raz Blanchard dans la Manche).

8. Les éoliennes et les panneaux photovoltaïques n’assurent pas une production d’énergie électrique constante

9. L’électricité ne peut être stockée d’où l’intérêt du nucléaire car la production peut être contrôlée en fonction de la consommation ce qui n’est pas le cas pour le renouvelable.

10. La fusion nucléaire, nucléaire de l’avenir, est propre et ne produit pas de déchets nucléaires.

11. Le nucléaire n’émet pas de Gaz à Effet de Serre (GES).

12. Les panneaux photovoltaïques et les éoliennes utilisent des terres rares

13. Ce qu’il faut, c’est diminuer la consommation d’électricité, et ça on en n’est pas capable.

14. Si on supprime le nucléaire, cela impliquera le chômage des salariés du nucléaire.

15. On exporte aujourd’hui notre électricité.

16. Il se peut que vous ayez une autre remarque.