Caf&Sciences

Hop, je déterre le topic pour une nouvelle de grande importance

Le prix d’Alembert, qui récompense les personnes qui contribuent à mieux faire connaître les maths, est décerné cette année à Jean-Michel Blanquer. https://smf.emath.fr/actualites-smf/prix-dalembert-jm-blanquer

C’est très mérité

Digne des meilleurs ignobels

Voila ce qui se passe quand on ne fait pas appel à un cabinet de conseil !

Je me permets de partager une vidéo de 2 minutes tournée au réacteur n° 2 de la centrale nucléaire de Tihange en Belgique.

On y voit, en très accéléré et avec quelques coupures, les opérations d’ouverture et de fermeture du couvercle de la cuve du réacteur, avec entre deux le déchargement et le rechargement du combustible. Le cœur de Tihange 2 est constitué de 157 assemblages de combustible, qui renferment l’uranium, et qui doivent être déchargés et rechargés un à un avec la machine qu’on voit sur la vidéo. Ces opérations se font lors des arrêts du réacteur, qui ont lieu de façon périodique afin de renouveler le combustible mais aussi de faire un certain nombre d’opérations de maintenance sur toute la tranche.

Je ne suis pas certain d’être sur le bon sujet (on est plus sur de l’industrie que sur de la science comme on peut l’entendre), mais comme @etherpin parlait de nucléaire il n’y a pas longtemps, je me suis dit que ce visuel pourrait plaire.

Merci !
Je n’aimerai pas être à la place des ouvriers qui descendent dans la fosse

Il y a 80 ans, le 2 décembre 1942, Enrico Fermi et son équipe réalisent pour la première fois une réaction en chaîne de fission nucléaire à Chicago.

Hasard du calendrier, c’est également un 2 décembre que diverge en 1957 le premier réacteur nucléaire à eau pressurisée (REP) destiné à la production civile d’électricité à Shippingport. Les REP représentent aujourd’hui environ deux tiers des réacteurs nucléaires électrogènes en fonctionnement dans le monde.

Shippingport est souvent présenté, à tord, comme le premier REP de l’histoire. On oublie souvent qu’il s’agit en fait du réacteur STR Mark I (ou S1W), mis en service en 1953, et qui a servi de réacteur d’essai à terre pour les projets de propulsion navale nucléaire de la Marine américaine.

Toute cette histoire mériterait à l’occasion son petit billet, avec pourquoi pas une partie sur l’historique de la découverte de la fission, puis une partie sur les applications industrielles civiles

J’approuve !

J’aime beaucoup le prix Nobel de physique de cette année, puisqu’il me semble qu’il va dans la direction d’une plus grande collaboration entre les expériences et les modèles.

Tout les codes de structure électronique vont à terme bénéficier de ces avancées, et ça va offrir une manière de valider les résultats bien plus raisonnable que de reproduire le paramètre de maille ou autre.

@pierre24, tu en penses quoi ? Utile en chimie aussi ?

Très utile en chimie. Les expériences types pump-probe sont de plus en plus utilisées "de notre côté" pour mettre en évidence des phénomènes de "relaxation" très rapide, impliquant des états excités

… Bon bah le prix nobel de chimie renvoie l’ascenceur, parce que clairement, c’est au moins autant étudié en physique

Bonjour je suis éleve de terminale et je prépare un grand oral sur les horloges atomiques. Je parle du modèle de bohr d’un montage experimentam d’une horloge atomique de césium 133 en expliquant bien que envoyer des micro ondes à une certaines fréquences sur ces atomes permet de les exciter (grossièrement) et que on definissait une seconde comme etc etc etc. Cependant l’invalidité du modèle de bohr et le fait que en réalité il y a des transitions hyperfines me fait beaucoup douter quant au question que l’on pourrait me poser est ce que quelqu’un pourrait-il m’expliquer un peu mieux ce que sont ces transitions hyperfines ? en quoi elle consiste merciu beaucoup !

Bonjour @Tkt,

Le modèle de Borh te donne en fait déjà une bonne idée de ce qu’il se passe. Il te permet en tout cas de comprendre que différents électrons sont sur la même orbite (et donc ont, selon ce modèle, la même énergie), et que de passer d’une orbite à une autre correspond à une excitation, donc à un gain d’énergie par le système, ensuite restitué sous la forme d’un photon (donc, de la lumière) dont la fréquence correspond à la différence d’énergie entre ces deux niveaux.

Sans entrer dans les détails, le mécanisme derrière l’horloge atomique au césium reste le même (il y a bien transition entre des niveaux d’énergie, et la fréquence du photon réémis correspond toujours à la différence d’énergie entre les niveaux), mais le modèle de bohr est un peu trop grossier, en ce sens que l’orbite du modèle de Bohr (qu’on appelle dans le modèle de Borh K, L, M, etc, mais que la chimie moderne préfère noter $n=1$, $n=2$, etc) n’est pas une orbite (le modèle "planétaire" de l’atome ne fonctionne pas, l’atome s’effondrerai et nous ne seriont pas là pour en parler) et n’est que la première des 4 variables (qu’on appelle aussi "nombres quantiques") qui permettent de décrire chacun des électrons dans un atome (et sont autant de "sous-niveaux" d’énergie). En l’occurence, les transitions qui t’intéressent ici sont des transitions au niveau du troisième nombre quantique.

Mais si tu parle de différence d’énergie entre des niveaux d’énergie (qui ne sont pas des orbites !), tu ne dis rien de faux, et ça devrait suffire. Tu peux également dire que ces différences d’énergies, étant des transitions "hyper fines" (comprendre qu’il faut bien zoomer sur un spectre pour les voir), sont bien plus faibles (en l’occurence dans les micro-ondes) que celles entre les "orbites" du modèle de bohr (qui sont généralement dans le visible).

Si tu souhaites aller plus loin, tout ce que je viens de t’expliquer proviens de la thérie quantique de l’atome, mais ce n’est pas réelllement nécessaire

il convient de se référer au texte suivant : https://www.education.gouv.fr/reussir-au-lycee/baccalaureat-comment-se-passe-le-grand-oral-100028
Avant de te poser des questions sur le domaine de validité du modèle de Bohr ou sur les transitions hyperfines, il faut bien délimiter le sujet.

Pour l’essentiel, il s’agit d’approfondir deux questions et d’y apporter des réponses :

L’épreuve du Grand oral nécessite pendant l’année, de définir deux questions adossées sur les deux enseignements de spécialité, et de préparer une réponse argumentée à ces deux questions.

Quelles sont tes deux questions ?

Pour les formuler, tu peux commencer par assembler des éléments de réponse comme tu semble le faire pour l’instant. A partir des réponses, il est aisé de formuler les questions. Mai attention, tu auras un temps limité pour tes réponses argumentées. Donc, il faut un volume limité.

Par exemple :

quels sont les principes qui permettent de concevoir es horloges atomiques ? c’est probablement un sujet trop vaste.
quels sont les principes de fonctionnement d’une horloge au Césium 133 ? semble plus raisonnable.

quelles sont les limites du modèle de Bohr ? est envisageable. Attention à ton vocabulaire ! ne surtout pas parler de l’invalidité du modèle de Bohr ! Ce serait très maladroit !

Attention à ton vocabulaire ! ne surtout pas parler de l’invalidité du modèle de Bohr ! Ce serait très maladroit !

Bah pour le coup, il est quand même très invalide. Il explique vite fait la règle de l’octet qui se casse la figure dès la 3ième ligne du tableau périodique (donc il est valide pour 10 éléments sur 92¹), et sa meilleure validation (les raies de l’hydrogène via la formule de Rydberg) ne s’expliquera de manière satisfaisante (parce que les orbites, voilà, quoi) qu’à postériori et au vu du modèle quantique

Le terme correct serait probablement "approximation", mais bon, c’est comme dire que le modèle géocentrique avec les épycicles et tout le touintouin est une approximation du modèle héliocentrique, quoi:² dire que le modèle géocentrique est invalide est à peine un abus de langage.

PS: par contre, je connnais pas le grand oral, donc les remarques sur la taille ou la forme des questions, j’ai rien à dire

rappelons que le modèle de Bohr a été conçu pour l’atome d’hydrogène. Il donne des prévisions acceptables pour les atomes légers. Si j’étais dans le jury, je demanderais si c’est un choix judicieux pour le Césium.