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Fission ou fusion, l'énergie nucléaire naît au cœur du noyau des atomes. Elle fait tourner des centrales électriques, propulse des sous-marins et des brise-glaces, et alimente même des sondes spatiales. Ce quiz parcourt la physique de l'atome, les réacteurs et leur production dans le monde, les usages civils et militaires, la recherche sur la fusion et les débuts de la première pile atomique, à Chicago. Les questions vont du plus accessible au plus pointu, avec une explication après chaque réponse.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Quel physicien est l'auteur de la célèbre formule E=mc² ?
Albert Einstein
Cette formule décrit la transformation en énergie d'une partie de la masse des noyaux instables lorsqu'ils se désintègrent.
Q 02En quelle année une arme nucléaire a-t-elle été employée militairement pour la première fois ?
1945
Depuis, ce type d'armement n'a plus fait l'objet que d'essais, atmosphériques puis souterrains, et de modélisations informatiques.
Q 03Quel phénomène naît lorsque les neutrons d'une fission percutent à leur tour d'autres noyaux ?
Réaction en chaîne
Dans un réacteur, elle se déroule à vitesse lente et contrôlée ; dans une bombe, elle se multiplie si vite qu'elle devient explosive.
Q 04Quel type de navire civil recourt le plus souvent à la propulsion nucléaire ?
Brise-glaces
La propulsion navale nucléaire reste avant tout militaire : elle équipe surtout des sous-marins et des porte-avions.
Q 05En équivalent de quel explosif exprime-t-on l'énergie dégagée par une bombe nucléaire ?
TNT
L'échelle va de la kilotonne à la mégatonne ; l'énergie se répartit entre souffle, effet thermique, impulsion électromagnétique et radiations.
Q 06Dans le cadre de quel projet américain la pile atomique Chicago Pile-1 fut-elle conçue ?
Manhattan
Ce programme visait à doter les États-Unis de la bombe atomique durant la Seconde Guerre mondiale.
Q 07Quelle interaction assure la cohésion des protons et des neutrons au sein du noyau ?
Force forte
Les transformations du noyau qui libèrent cette énergie s'appellent les réactions nucléaires ; une autre interaction, dite faible, régit les réactions entre particules et neutrinos.
Q 08Dans quel état se trouve la matière aux températures où la fusion nucléaire devient possible ?
Plasma
Il faut plusieurs dizaines de millions de degrés, des conditions réunies au sein des étoiles ou dans des réacteurs expérimentaux.
Q 09Sous quel nom abrégé connaît-on la Communauté européenne de l'énergie atomique ?
Euratom
Au niveau mondial, le contrôle de l'activité nucléaire relève de l'Agence internationale de l'énergie atomique.
Q 10Quel physicien dirigeait l'équipe qui mit en marche la Chicago Pile-1 le 2 décembre 1942 ?
Enrico Fermi
À 15 h 25, le retrait d'une barre de commande enrobée de cadmium lança la fission auto-entretenue.
Q 11Quel surnom désigne la doctrine de dissuasion nucléaire développée durant la guerre froide ?
Équilibre de la terreur
Cette doctrine est née de l'apparition de la bombe atomique : l'arme stratégique y est un instrument de « non-emploi », destiné à prévenir un conflit.
Q 12Quelles sondes spatiales ont emporté des générateurs nucléaires pour leur électronique ?
Voyager I et II
La propulsion nucléaire d'engins spatiaux, elle, n'est encore qu'envisagée : elle fournirait une poussée faible mais constante durant tout le trajet.
Q 13Quel noyau, en plus d'un neutron, résulte de la fusion du deutérium et du tritium ?
Hélium
Q 21Quel laser construit en France sert aux recherches sur la fusion par confinement inertiel ?
Mégajoule
Les États-Unis explorent la même voie de recherche avec une autre méthode, appelée Z-pinch.
Q 22Quelle part de l'électricité mondiale le nucléaire fournissait-il en 1990 ?
16,9 %
Cette part s'est nettement érodée depuis : elle n'était plus que de 9,8 % en 2021, puis de 9,2 % en 2022.
Q 23Sous quel sigle désigne-t-on le combustible qui recycle une partie du plutonium dans les REP ?
MOX
Ce recyclage partiel est jugé incompatible avec une stratégie de régénération, qui dépend du plutonium produit par les centrales du parc actuel.
Le noyau obtenu a une masse inférieure à la somme des masses de départ : ce défaut de masse correspond à l'énergie dégagée.
Q 14Quelle fraction de la chaleur produite une centrale nucléaire convertit-elle en électricité ?
Un tiers
Le reste est généralement rejeté dans l'environnement, alors qu'il pourrait servir au chauffage ou au refroidissement.
Q 15Dans une arme thermonucléaire, quel dispositif sert d'amorce à la réaction de fusion ?
Bombe à fission
Son explosion crée la température et la pression nécessaires à la fusion d'isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium.
Q 16Quel grand fabricant de réacteurs nucléaires a été placé en faillite en mars 2017 ?
Westinghouse
Sa technologie équipait alors plus de la moitié des réacteurs dans le monde.
Q 17Selon le CEA, 1 kg d'uranium naturel en réacteur vaut combien de tonnes équivalent pétrole ?
10
L'essentiel de l'énergie de fission apparaît sous forme d'énergie cinétique des neutrons et des noyaux fils, récupérée en chaleur dans le réacteur.
Q 18Combien de réacteurs nucléaires fonctionnaient dans le monde au 23 novembre 2024 ?
415
Les États-Unis concentraient à eux seuls un quart de la puissance installée (25,9 %), devant la France (16,4 %).
Q 19Dans quel pays le réacteur d'Aktaou a-t-il dessalé l'eau de la mer Caspienne jusqu'en 1999 ?
Kazakhstan
Pendant 27 ans, il a produit jusqu'à 135 MWe d'électricité et 80 000 m³ d'eau potable par jour.
Q 20Quel pays suivait la France en 2023 pour la part du nucléaire dans son électricité (61,3 %) ?
Slovaquie
La France arrivait en tête avec 64,8 % ; la Hongrie, la Finlande et la Belgique complétaient le classement.
Q 24Quel nom porte la coalescence de deux étoiles à neutrons, où se forment des éléments lourds ?
Kilonova
L'observation d'ondes gravitationnelles suggère que l'énergie de liaison des noyaux lourds vient d'énergie gravitationnelle convertie lors de leur formation.
Q 25Dans quelle colonie l'Union minière du Haut Katanga exploitait-elle la mine de Shinkolobwe ?
Congo belge
L'autre source de concentrés d'uranium, à l'époque de la première pile atomique, était la mine du Grand lac de l'Ours, au Canada.
Q 26Quel cargo allemand à propulsion nucléaire fut expérimenté dans les années 1960 et 1970 ?
Otto Hahn
L'Américain NS Savannah et le Japonais Mutsu furent testés à la même époque ; faute de rentabilité, ces expériences ont été abandonnées.
Q 27Quel laboratoire gérait le site où la pile atomique de Chicago fut réassemblée en 1943 ?
Argonne
Le major Arthur V. Peterson jugeait les opérations trop dangereuses au cœur de la ville ; rebâtie ailleurs, la pile prit le nom de Chicago Pile-2.
Q 28Combien de fois le potentiel de réchauffement global du gaz SF6 dépasse-t-il celui du CO2 ?
23 500
Les centrales nucléaires françaises en ont libéré 1,3 à 2 tonnes en 2019, une faible part des émissions nationales de ce gaz à effet de serre.
Q 29Qui était le seul scientifique français de l'équipe de la Chicago Pile-1 ?
Bertrand Goldschmidt
Il s'occupait des problèmes de raffinage de l'uranium et d'extraction du plutonium.
Q 30Combien de trajectoires limitant le réchauffement à +1,5 °C le GIEC a-t-il étudiées ?
89
Le nucléaire contribue à décarboner l'électricité dans la très grande majorité de ces scénarios, établis à l'horizon 2100.