Le Moteur De Fusee Le Plus Performant

[neo]

bonjour tout monde

 

 

si;

des générateurs isotopiques de même type ont été déposés sur la Lune par les missions Apollo pour alimenter en énergie les nombreus appareils de mesure laissés sur le sol lunaire : ces générateurs produisent une puissance de près de 1500 watts et résistent aux imortantes variations de température (entre -100°C et +100°C).

 

pourquoi cette technique n est pas employer presentement sur le projet lunaire

 

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

Je ne sais pas si ils utiliseronts cette technique sur la lune

 

Quand on parle de générateur a isotope , on parle de alimentation électrique et comment ça marche c' est très simple;

 

La thermodynamique nous dit qu'il est possible de récupérer de l'énergie partout où une évolution spontanée de la situation est possible.

 

Imaginons en effet un bloc de métal chaud, et un bloc de métal froid. Si on les accole, il se produit un phénomène spontané et irréversible, si on ne touche pas aux deux blocs : ils échangent de la chaleur, et à la fin, les deux blocs sont finalement à la même température moyenne.

 

On sait qu'une telle évolution, parce qu'elle est irréversible, s'accompagne d'une augmentation du désordre (c'est à dire de l'entropie), c'est le second principe de la thermodynamique.

 

On sait aussi qu'une telle augmentation de l'entropie signifie que de l'énergie a été gaspillée. On aurait donc pu récupérer de l'énergie.

 

Il existe par exemple ce qu'on appelle des thermocouples : mis en présence d'une source de chaleur et d'une source de froid, ils savent produire de l'électricité, et par exemple la stocker dans une batterie.

 

Une fois que le thermocouple a fini de prendre toute l'énergie qu'il pouvait, les deux blocs seront à la même température : il ne restera donc plus d'énergie à récupérer, puisqu'une telle situation n'évolue pas spontanément.

 

 

amicalement

[neo]

bonjour à tout monde

 

J'ai une question pour tous;

 

J' aimerais savoir , si il est possible de se servir de générateur à isotope(plutonium 238) pour alimenter en électrité des sondes spatial et les alimenter pour la propulsion nucléoélectrique

 

par le principe de la thermodynamique et l' entropie , je crois que ça pourrait être réalisable prochainement

 

 

parceque le plutonium238 peut durer très longtemps , si on parvient à faire une sonde qui se déplace à une vitesse respectable , ça serait un pas dans la bonne direction

 

 

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

salut néo et pour te répondre , je te répondrai ce qu' on m' a répondue;

 

les générateurs à isotopes ne fournissent pas assez d' énergie pour propulsée une sonde ,ça génère pas plus que quelques centaines de watts

 

tout juste assez pour l' alimentation et le chauffage

 

Mais je ne connais pas les dimensions, ni le poids d' un tel générateur

 

J' aimerais bien savoir quelle est le plus performant qu' on n' ait jamais fabriquer

 

 

 

 

amicalement

[montmein69]

(texte cité)

 

 

Mais je ne connais pas les dimensions' date=' ni le poids d' un tel générateur

 

J' aimerais bien savoir quelle est le plus performant qu' on n' ait jamais fabriquer

 

[/quote']

 

 

Pour l''instant question RTG, les plus performants sont ceux qui equipent les sondes partant très loin du Soleil.

Le dernier en date doit être celui à bord de Pluto Express.

 

Des infos et des schémas sur ce site (mais c'est en allemand et je ne maitrise pas cette langue)

 

http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.html

 

Comme indiqué déjà à plusieurs reprises sur ce forum (et rappelé judicieusement par Albert jr) cela n'assure que le chauffage et l'alimentation des instruments.

La propulsion reste dans la très grande majorité des cas de la propulsion chimique. (dommage pour ceux qui rêvent de nouveautés dans un avenir très proche)

 

Pour la propulsion ionique les deux sondes Deep Space One (USA) et Smart 1 (ESA) avaient des panneaux solaires.

Peut-être d'autres sondes sont-elles à l'étude utilisant cette nouvelle technique de propulsion ???

 

[lambda0]

(texte cité)

Mais je ne connais pas les dimensions' date=' ni le poids d' un tel générateur

J' aimerais bien savoir quelle est le plus performant qu' on n' ait jamais fabriquer

amicalement

[/quote']

 

Le RTG d'une sonde contient un bloc de Pu238 de l'ordre de 10 à 20kg. A celà, on rajoute un peu de mécanique, du blindage, ce qui donne une masse totale de l'ordre de 200 à 300kg, pour une puissance de quelques centaines de W.

A titre indicatif, sur Pioneer 10 :

- Puissance totale=155 W, fournie par 4 RTG SNAP-19

- Masse du SNAP-19 : 56.2 kg, soit au total 225kg

http://klabs.org/home_page/pioneer_10.htm

Des sondes plus récentes ont utilisé des générateurs plus puissants (jusqu'à 1 kWe).

 

Sur les différentes versions de RTG utilisés par la NASA :

http://www.nuc.umr.edu/nuclear_facts/space...spacepower.html

Pour mémoire, les russes sont partis sur un concept différent, en utilisant une conversion par effet thermo-ionique (réacteurs Topaz).

 

On peut évidemment faire des générateurs plus puissants basés sur le même principe, mais au delà d'une certaine puissance, celà finit par peser plus lourd qu'un générateur à conversion dynamique, du fait du faible rendement de la conversion thermo-électrique (inférieure à 10%). Un RTG est donc peu adapté pour fournir des puissances supérieures à quelques kWe pour un moteur plasmique, au moins pour la propulsion principale. Il faudra attendre la décennie 2010-2020 pour voir des générateurs plus puissants alimenter un moteur plasmique de propulsion principale sur une sonde (c'est ce qui était prévu sur la sonde JIMO).

 

A+

[albert einstein]

salut à tous

 

 

Gros merçi lamdao , super bien expliquer

 

Dûe au faible rendement de la conversion thermo-électrique (inférieure à 10%).

 

Il y a trop une grosse perte d' énergie lors de la conversion, et c' est sur ce point que les ingénieurs doivent travailler , et dévellopper un générateur pas de grosse taille , mais une machine qui ne perd pas beaucoup d' énergie lors des conversions

 

De plus , le poids de ces générateurs est assez important , voilà pourquoi il est nécessaire de dévellopper un générateur qui ne perds pas beaucoup d' .nergies lors des conversions

 

 

 

amicalement

[neo]

bonjour tout monde

 

Quelle est la grosseur maximum des générateurs à isotopes que on peut construire

 

et combien d' énergie que ça pourrait produire

 

 

aurevoir

[lambda0]

rep neo

 

Je ne vois pas vraiment de limite théorique, seulement des problèmes d'ingénierie, et on pourrait très bien construire des générateurs de centaines de MW de cette façon, mais comme dit plus haut, le rendement de conversion en puissance électrique est faible, et ce serait une bien mauvaise façon d'utiliser le combustible nucléaire.

Bon, il y a quand même une limite facilement contournable : il faut éviter d'assembler la masse critique du plutonium, de l'ordre de 3kg. On n'a donc pas vraiment un bloc monolithique mais des pastilles bien séparées, ce qui est aussi meilleur pour récupérer la chaleur.

 

A+

[albert einstein]

salut à tous

 

 

Mais pourquoi, il y a une énorme perte d' énergie pendant la conversion

le système thermocouple est-il vraiment au point et peut-on l' amilioré

 

 

Comment peut-on réduire et compensé cette perte

Quelqu'un a-t-il un shéma d' un générateur à isotope

 

C' est beaucoup question, je m' en excuse

 

 

amicalement

[lambda0]

Salut

Pour ce qui est du rendement, c'est une question de rapport de température entre la source froide et la source chaude, entre autres phénomènes (voir principe de Carnot).

 

Pour un schéma, voir :

http://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_...ctric_generator

 

A+

[albert einstein]

salut à tous

 

Lamdao merçi milles fois c' est en plein dans mille

 

donc si j' ai bien compris , On utilise seulement le rayonnement naturel d'un métal radioactif, ce qui exclut tout scénario catastrophique.

 

Le carburant est de fait consommé de façon lente, il produit beaucoup moins d'énergie mais sur une plus longue péridoe.

 

Même si le risque de catastrophe majeure est quasi nul et hautement surveiller , on n'est cependant pas à l'abri d'une contamination radioactive surprise en cas d' accident . Si le lancement d'une sonde spatiale échoue à basse altitude et se désintègre , il y a un grave risque de contamination localisée, mais dans la haute atmosphère, une désintégration de la sonde pourrait engendrer une dispertion de particules radioactives.

 

La dangerosité d'un tel accident est sujet à controverse, toutes les sondes emportant du plutonium ayant jusqu'alors réussi leur lancement.

 

le fonctionnement d'un générateur à radioisotope est assez simple.

 

Il est fait d'un robuste container, plein de matière radioactive, percé de trous où sont disposés des thermocouples, l'autre extrémité des termocouples étant reliée à un dissipateur calorifique.

 

La chaleur traversant les thermocouples est transformée en électricité. Un thermocouple est un dispositif constitué de deux sortes de métaux conducteurs, qui sont connectés en boucle fermée. Si les deux parties sont à des températures différentes, un courant électrique est généré dans la boucle.

 

Le métal radioactif utilisé se doit avoir une demi-vie assez courte, pour se désintégrer le plus rapidement possible pour pouvoir produire de l'énergie. On doit prendre des demi-vies de l'ordre de quelques décénnies.

 

Le plus utilisée est fait de Plutonium-238, sous sa forme oxydée (PuO2).

 

 

Mais pourquoi en fabrique-t-il pas un énorme pour le projet lunaire, et le mettre en permanance pour alimenter la futur base lunaire

 

 

 

amicalement

[lambda0]

(texte cité)

La dangerosité d'un tel accident est sujet à controverse' date=' toutes les sondes emportant du plutonium ayant jusqu'alors réussi leur lancement.

[/quote']

 

Pas tout à fait... Il y a déjà eu des échecs de lancement dans les années 60, dont un au moins a entrainé une dispersion du plutonium dans l'atmosphère (en 1965 je crois). Mais comme c'était pendant la grande époque des essais nucléaires atmosphérique, c'est passé assez inaperçu, et celà n'a augmenté la radioactivité de l'atmosphère dûe au plutonium que de 4%. Par la suite, il y a eu d'autres accidents, mais le container était suffisamment solide pour qu'on récupère le RTG intact après l'explosion de la fusée.

On peut aussi citer le RTG de Apollo 13, qui est retombé entier dans l'océan pacifique, où il git toujours, par 6000m de fond.

Et surtout la chute du satellite espion soviétique Cosmos 954 en 1978 dans le nord du Canada (c'était de l'uranium il me semble, pas du plutonium), où le générateur semble s'être désintégré dans l'atmosphère. L'accident n'a ici pas eu lieu au décollage mais à la suite d'une problème qui l'a fait retomber au lieu de l'expédier sur une orbite plus haute en fin de mission.

 

Pour la base lunaire : il y a différents projets de générateurs nucléaires de surface, et aussi pour Mars.

 

A+

[neo]

bonjour tout monde

 

je ne connais pas grand chose au rtg et j'aimerais bien savoir pourquoi que au-dessus de 3 kg le plutonium dépasse sa masse critique

 

avez-vous une idée, de quoi sera fait les nouveaux RTG et quel serait leur performance en rendement électrique

 

comment vont-il faire pour aller placée des RTG sur mars et avec quoi

 

 

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

Pour la masse critique;

 

 

Environ 5-6 kg de plutonium entourés d'un excellent réflecteur tel qu'une masse d'eau constitue une masse critique ; mais comme avec l'uranium, la quantité nécessaire pour produire une masse critique varie selon des facteurs tels que la géométrie de la masse et la présence des modérateurs ou des réflecteurs de neutrons.

Le plutonium en solution liquide, telle que le nitrate de plutonium est plus susceptible de devenir critique que le plutonium solide.

 

 

amicalement

[neo]

bonsoir tout monde

 

Merçi albert, mais je ne comprend toujours rien

je veux juste savoir , c' est quoi la masse critique , est-ce que ça rapport avec la quantité ou l' enrichissement

 

aurevoir

[montmein69]

(texte cité)

 

je veux juste savoir ' date=' c' est quoi la masse critique ,

[/quote']

 

Ton Google est en panne ?

 

http://fr.wikipedia.org/wiki/Bombe_A

 

http://membres.lycos.fr/malraux77/accident...ssecritique.htm

 

[albert einstein]

salut à tous

 

Donc, si ont a un bon réflecteur de neutrons. la masse critique peut-être inférieure à 5 kg pour le plutonium, si celui-ci est dans une phase cristalline favorable.

 

Maintenant, si on construit un générateur à isotope avec 4kg de plutonium 238, combien d' énergie pourra-t-on en tirer

 

Peut-on combiner , deux ou trois cellules de 3ou 4 kg chacune emsembles dans le même générateur

 

 

 

amicalement

[neo]

bonjour à tout monde

 

Merçi albert et merçi montmein69

 

Non google n' est pas en panne, pourquoi pense-tu que je demande des liens, c' est parceque je ne trouve pas ce que je recherche

 

et de plus ,je n' arrivait pas à trouver une explication sastisfaisante à ma quête

et je te remercie encore tes liens, ils sonts excellents

 

En ce qui concerne un générateur à isotope à plusieurs sources de plutonium, je serait curieux de savoir , si il y aurait danger de masse critique ou à quel distance faudrait installer les générateurs par rapport aux autres , pour avoir une distance sécuritaire entre eux

 

 

aurevoir

[neo]

bonjour tout monde

 

Combien de sorte de combustible nucléaire sont utilisable pour les générateur à isotope

 

Merçi beaucoup d' avance

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

pour rep. à néo;

 

Plus de 200 isotopes ont été identifiés , mais il y en a juste une trentaine qui onts une demi-vies assez élevé mais je ne suis pas sur de cette affirmation

 

 

amicalement

[neo]

bonjours tout monde

 

Merci albert

 

je te reviens là-dessus à propos des isotopes , je cherche présentement des liens , mais rien de concluant pour l' instant

 

aurevoir

[montmein69]

(texte cité)

salut à tous

 

pour rep. à néo;

 

Plus de 200 isotopes ont été identifiés ' date=' mais il y en a juste une trentaine qui onts une demi-vies assez élevé mais je ne suis pas sur de cette affirmation

amicalement

[/quote']

 

La notion d'isotope est très générale.

 

Il est je crois ici question d'isotopes radio-actifs (donc qui se désintègrent naturellement. mais selon des processus qui peuvent etre différents)

 

Des généralités à cette adresse :

 

http://www.cea.fr/fr/pedagogie/Radioactivite/index.html

 

[neo]

bonsoir tout monde

 

Excellent sites montmein69 , et je t' en remercie beaucoup

 

L’homme vit dans un environnement naturellement radioactif du fait des rayons cosmiques et de la présence sur terre d’une soixantaine d’isotopes radioactifs naturels (carbone 14, potassium 40, uranium 238 et ses descendants…..).

 

Depuis 60 ans, l’homme utilise ces réactions nucléaires et à créé plus de 1500 isotopes radioactifs artificiels (cobalt 60, iode 131, césium 137…..) ces activités sont productrices de déchets radioactifs.

 

Les déchets radioactifs proviennent à 90% des centrales nucléaires et des usines de retraitement du combustible, à 10% de l’utilisation des éléments radioactifs en médecine, en recherche et dans l’industrie

 

Les déchets produits en France représentent chaque année, par habitant :

 

2500 Kg de déchets industriels.

 

Dont 100 Kg de déchets toxiques.

 

Dont 1 Kg de déchets radioactifs.

 

Dont 100 g de déchets radioactifs à vie longue.

 

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

Très complet ce lien montmein69 merçi beaucoup

 

Ce qui font avec le restant des déchets radioactifs est une opération très sosphistiquer

 

Pour leur stockage, les déchets radioactifs sont classés selon deux critères:

 

- Leur niveau d’activité, c’est à dire l’intensité du rayonnement, qui conditionne l’importance des protections utilisées pour se protéger de la radioactivité.

 

- La « période » (demi-vie) des éléments radioactifs contenus dans les déchets qui permet de définir la durée des nuisances potentielle des déchets. La période est le temps que met un élément radioactif pour perdre la moitié de sa radioactivité.

 

Dès lors, on distingue:

 

LES DÉCHETS FAIBLEMENT OU MOYENNEMENT RADIOACTIFS A VIE COURTE

 

Ce sont des matériaux ou équipements qui ont été en contact avec des produits radioactifs à vie courte, par exemple: des gants, des chiffons, des filtres, des résines utilisées dans les centrales nucléaires, dans des entreprises industrielles ou dans des hôpitaux.

 

En France, ils représentent 90% des déchets produits. Ils sont stockés dans des centres de surface de l’ANDRA: le centre de la Manche jusqu’en 1994, le centre de L’Aube depuis 1992.

 

LES DÉCHETS RADIOACTIFS DE HAUTE ACTIVITÉ ET A VIE LONGUE

 

Les déchets hautement radioactifs renferment des produits de fission et des actinides, c’est à dire les cendres et résidus issus des combustibles irradiés en réacteurs.

 

Ces déchets ne représentent que 10% du volume total mais concentrent 90% de la radioactivité. Ils perdent progressivement leur radioactivité sur plusieurs milliers, voire des dizaines de milliers d’années.

 

Dans l’attente d’une solution de gestion à très long terme, ces déchets sont conditionnés dans du verre (vitrification), puis provisoirement entreposés dans des installations spécifiques sur leurs lieux de production, à la Hague et à Marcoule.

 

Quand les déchets radioactifs sont dans la picine peut-on en tirer de l' énergie, du genre entropie

 

 

amicalement

[neo]

bonjours tout monde

 

Très instructif albert , merçi

 

C'est quoi les piscines que tu parle albert

 

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

Néo va voir sur le lien de montmein69 , il en parle

 

voiçi la Période de quelques éléments contenus dans les

déchets radioactifs générés par une centrale nucléaire ;

 

 

cobalt 60 - 5,2 ans

tritium -12,2 ans

strontium 90 - 28,1 ans

césium 137 -30 ans

américium 241 -432 ans

radium 226 -1600 ans

carbone 14 -5730 ans

neptunium 237 -2,14 millions d’années

 

La radioactivité diminue avec le temps. En 1903, deux chercheurs anglais, Rutherford et Soddy, ont établi qu’une substance radioactive perd la moitié de sa radioactivité, c’est-à-dire que la moitié des atomes de la substance se désintègre, sur une durée de temps qui lui est propre.

 

Cette durée, qui varie d’un atome à l’autre, est appelée "période radioactive". Elle peut aller de quelques microsecondes à plusieurs milliers d’années. La radioactivité est divisée par deux après une période, par quatre après deux périodes, par huit après trois périodes, etc.

 

 

 

 

La période radioactive permet donc de définir la durée de la nuisance potentielle d’une matière radioactive. Elle est un facteur important pour la gestion à long terme des déchets radioactifs.

 

les piscines neo , les matériaux usées y sont déposée pendant deux ans pour poursuivre leur déactivation et après commence le retraitement

 

 

amicalement

[neo]

bonsoir tout monde

 

Merçi beaucoup albert

 

aurevoir

[albert einstein]

salut à tous

 

Dernière petite question sur le sujet ,

 

Quel sont ces fameux objets qui contient de la radioactivité et que l' on jette 1 kg par année

 

amicalement

[montmein69]

(texte cité)

 

Dernière petite question sur le sujet ' date='

 

Quel sont ces fameux objets qui contient de la radioactivité et que l' on jette 1 kg par année

 

[/quote']

 

En quantité, ce sont les barreaux de "combustible" utilisés dans le coeur des centrales qui contiennent le plus de radio-elements potentiellement dangereux et de longue période pour certains.

 

Ils sont evidemment disseminés dans le matériau des pastilles qui avaient été placées dans les "crayons" de combustible neuf (oxyde d'uranium enrichi , MOX) et ont séjourné dans le coeur du réacteur pendant 3 ans, puis ont été placé en piscine de désactivation (partielle)

 

Le retraitement permet de dissocier les déchets restant après le sejour en piscine (en fait tres peu de pays se sont lancés dans le retraitement qui est difficile et pas aussi idyllique que veut bien le dire la COGEMA et le CEA)

 

Après la phase de retraitement ....le problème du stockage à long terme n'est pas vraiment résolu.