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Uranium 235 - sous marin nucléaire

Posté par
Marie-EDV
10-03-14 à 11:22

Bonjour, je ne comprends pas comment résoudre la question 3a,b,c de mon exercice ci joint.

Un noyau d'uranium subit la réaction d'équation :

1     235                    94       140          1
  n +   U      Sr +      Xe + X      n
0      92                    38        54           0


1) a. Quel nom donne-t-on à cette réaction nucléaire? Fais
b. Indiquer la constitution du noyau d'uranium? Fais
c. Déterminer la valeur du nombre x de neutrons émis? Fais
2) a. Calculer, en unités de masse atomique, les masses des réactifs et des produits de la réaction. Fais
b. En déduire la valeur, en unités de masse atomique (u), de la variation de masse lors de cette réaction. Fais
c. Quelle est en joule, l'énergie libérée par la fission d'un noyau d'uranium suivant cette réaction (convertir la variation de masse en kilogramme) Fais

C'est a partir de la que je ne comprends plus..

3) Le réacteur fournit une puissance moyenne de 150M. L'énergie en joule, est égale au produit de la puissance en watt par le temps en seconde. On a donc E=Pxt

a. Calculer le nombre de noyaux d'uranium qui réagissent par seconde
b. En déduire la valeur de la masse d'uranium consommé par seconde
c. Un sous-marin nucléaire est prévu pour naviguer pendant une durée de 2 mois. Quelle masse minimum d'uranium 235 faut-il embarquer pour assurer son fonctionnement en autonomie pendant cette durée?


Merci d'avance pour votre aide

Posté par
quarkplus
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 10-03-14 à 12:09

Bonjour,
Quelle est votre valeur en 2c  :
Energie produite lors d'une fission, exprimée en J  ?

Posté par
Marie-EDV
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 10-03-14 à 17:02

J'ai obtenu a la question 2c) 2,90^-11 J

Le ^ c'est pour la puissance de 10

Posté par
quarkplus
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 10-03-14 à 17:07

Je me demande comment vous avez pu trouver cette valeur à partir de la réaction écrite au début ...

C'est pas grave , on continue :
Donc, combien de fissions pour obtenir 1 J  ?

Posté par
Marie-EDV
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 11-03-14 à 09:43

j'ai d'abord calculer la perte de masse, puis l'energie libérée pour arriver à ce résultat..


Je ne sais pas.. en revanche j'ai trouver que 1watt = 1joule.
Au début de l'énoncé de la question 3, ils nous disent que le réacteur fourni une puissance de 150 MW donc 150 joule?

J'ai ensuite penser que pour le a) je pourrais donc utiliser la realtion E=Pxt non?

Posté par
quarkplus
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 11-03-14 à 10:45

Je reprends :
Vous avez la valeur d'une fission en J ...
Je repose ma question :
Combien faut il de fissions pour obtenir 1 J  ?

Posté par
J-P
re : Uranium 235 - sous marin nucléaire 11-03-14 à 16:59

Comme, il manque des données pour les questions 1 ... je calcule à partir de mes valeurs.

U(92,235) + 1 n(0,1) ---> Sr(38,94) + Xe(54,140) + 2 n(0,1)

U(92,235) : m = 234,99332 u
Sr(38,94) : m = 93,89446 u
Xe(54,140) : m = 139,89195 u
n : m = 1,0087 u

Delta m = 139,89165 + 93,89446 + 1,0087 - 234,99332 = -0,19851 u = -0,19851 * 1,660538.10^-27 kg = -3,2963.10^-28 kg

E = mc² = 3,2963.10^-28 * 299792458² = 2,96.10^-11 J
-----
3)

a)

P = 150 MW = 150.10^6 J/s
---> Il faut N = 150.10^6/(2,96.10^-11) = 5,07.10^18 fissions par seconde

b)

m = 5,07.10^18 * 235 * 1,660538.10^-27 = 2.10^-6 kg (masse de U235 consommée par seconde)
-----
c)

nombre de secondes dans 2 mois : 2 * 30 * 24 * 3600 = 5,18.10^6

m = 2.10^-6 * 5,2.10^6 = 10,4 kg (masse d'U235 à embarquer)
-----
Sauf distraction.  



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