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Fission de l'Uranium 235
Bonjour.
Je rencontre quelques problèmes pour un exercice de physique donc si quelqu'un pouvait m'aider...
Lors d'un réaction de fission nucléaire de l'uranium 235,il est possible d'obtenir du gaz rare Xénon (Xe) et du Strontium 95 radioactif (Sr) selon la réaction:
235 1 139 95 1
u+ n= Xe+ Sr+y n.
92 0 54 x 0
1.Indiquez le numéro atomique x et le nombre y de neutrons produits en expliquant quelles lois de conservation vous avez utilisées.
Comme numéro atomique x, j'ai trouvé 38 mais pour y je ne sais pas. Et je voyais seulement la lois de Soddy donc je ne sais vraiment pas.
On donne les masses des noyaux des atomes et des particules intervenant dans cette réaction en unité de masse atomique u.
| Noyau | 1
n 0 | 95
Sr 38 | 139
Xe 54 | 235
U 92 |
| Masse (en unité atomique u) | 1,009 | 94,945 | 138,955 | 235,120 |
2. Calculez en unité de masse atomique, la perte de masse au cours de cette réaction en vous aidant de la formule du défaut de masse indiquée dans les données ci après.
J'ai répondu
m=92x 1,6 × 10-27+143 x 1,67x10-27-235,120=-235,12
Mais je ne suis pas sûre du résultat
3.Dans une centrale nucléaire,de nombreuses autres réactions de fission de l'uranium 235 se produisent. On admettra ici que la fission d'un atome d'uranium s'accompagne en moyenne d'une perte de masse de 0,20 u . En utilisant cette dernière valeur, calculez en joule l'énergie libérée par la fission d'une mole d'atomes d'uranium 235.
J'ai répondu: 0,20x
4.Une centrale nucléaire utilisant la fission de l'uranium 235 fournit une puissance électrique moyenne de 800 MW. Le rendement de la transformation de l'énergie nucléaire en énergie électrique est admis égal à 100%. Quelle masse d'uranium 235 est nécessaire pour faire fonctionner la centrale pendant une journée?
Je n'ai pas répondu à cette question car je ne la comprends pas bien.
Données:
Nombre d'Avogadro: Na=6,02.1023 mol-1
Défaut de masse:
m=Z*m(proton)+(A-Z)*m(neutron)-m(noyau)
et Elib=
m x c2
Merci d'avance.
Bonjour,
Q1 : il n'y a pas de perte de neutrons ou de protons dans la fission :
Vous avez équilibré la " ligne du bas " ; donc, équilibrez " la ligne du haut" .
Q2 : vous ne pouvez pas répondre si Q1 n'est pas résolue juste .
Bonsoir,
Peux-tu expliquer comment tu as fait pour trouver x = 38 ?
C'est très important de savoir l'expliquer.
En effet, si tu as compris cela, tu dois tout aussi facilement pouvoir trouver la valeur de y et savoir également expliquer comment tu la trouves.
Justement en équilibrant la ligne du haut je trouve y=1 mais cela me parait bizarre qu'on nous le demande dans ce cas.
Mais si je ne peut pas résoudre la question 2 sans la question 1 quel est le calcul à faire pour la question 2? Ma réponse est fausse?
Q1: Comment faites vous pour trouver y =1 ?
Q2: je ne regarde pas votre calcul : si vous n'avez pas Q1 correcte, vous ne pouvez pas calculer le défaut de masse .
Il faut tout calculer avec les u.m.a. que l'on vous donne en ligne 2 .
Et ne pas mélanger les masses en kg avec des uma ...
Q1: J'additionne tous les nucléons sans prendre compte du y et je trouve 235 donc je n'ai pas besoin de rajouter de nucléons. Ou alors j'ai mal compris.
Q2:Je vois mais à ce moment quel est la masse d'un proton en u.m.a?
Q1 : Vous oubliez le neutron incident .
Dans le modèle le plus simple , on dit que c'est le noyau composé 236U qui est fissile ;
Q2 : Vous n'avez pas besoin du proton en uma . La ligne 2 suffit en données .
Vous n'avez pas de proton isolé dans cette réaction .
Q1: Je ne comprends pas je n'ai jamais vu ça...
Q2: Alors comment calculer sans la masse d'un protons puisque dans la formule j'ai Z*m(proton)
Q1 ; Peu importe ... Vous devez prendre en compte tout le premier membre et tout le second membre ,
comme dans toute équation ; combien vaut y ?
Q2 : répondez à q2 comme on vous le demande .Faites le bilan en uma .
Q1: Exact j'avais oublier un élément! Dans ce cas y=2 je crois...
Q2:Mais justement on me demande de le faire par la formule qui est donnée... Je dois enlever la partie Z*m(proton)?
Maintenant, je réponds à Q2 , à ma façon , puisque l'on demande la perte de masse
" au cours de la réaction" :
Masse 1er membre : 235.120 + 1.009 = 236.129 uma
Masse 2ème membre : 94.945 + 138.955 + 2 neutrons de 1.009 = 235.918 uma
Perte de masse : 236.129 - 235.918 = 0.211 uma
C'est tellement juste que c'est la valeur que l'on DONNE à Q3 : 0.20 u ! Alors que l'on peut la calculer !
Vous,( et l'énoncé) vous voulez calculer le défaut de masse de l'atome 235U ,bon, il faut le faire , mais juste .
c'est à dire tout en kg ou tout en uma sans mélanger les 2 .
Je vois en fait la formule donnée m'a induit en erreur. Merci
Pourriez vous me dire si ma réponse à la question 3 est juste et m'aider pour la question 4 également ?
Je sais je vous demande beaucoup mais j'ai vraiment des difficultés en physique...
Si vous voulez faire Q2 , comme vous aviez commencé , il faut faire le défaut de masse pour les 3 noyaux ,U, Sr, Xe
et ensuite , on fera le bilan de ces 3 défauts de masse ,et on devrait retrouver le résultat de 0.20 uma environ qui ont disparus en énergie
Vous pouvez calculer en uma ou en kg , mais il faut mettre un maximum de chiffres significatifs car on calcule sur de faibles différences .
Q3 est faux , car vous confondez uma et masse en kg . On vous donne Avogadro , peut être faut il s'en servir et remonter à la définition de l'uma . Votre problème est : quelle est la masse en kg d'une uma ?
Q3: une uma = 1/(Nax103)Kg
Et donc de là je fais 0,20u=3,32x10-28
Et donc Elib=3,32x10-28x(3,0x108)2=2,988x10-11J non?
oui, c'est bon .
Q4 : 800MW pendant 24 heures , c'est une énergie .
Et vous venez de calculer l'énergie d'une fission, et une fission, c'est UN atome 235U de consommé ...
1 watt , c'est 1 Joule durant 1 seconde , vous devez le savoir .
Calcul du nombre de fissions nécessaires pour obtenir .... ,
d'où le nombre d'atomes,
d'où la masse ;
vous devez trouver environ 800g de 235U .
Donc pour 800MW On a 800000000J/s mais je n'arrive pas à trouver le nombre de fission , mon calcul est faux mais je ne vois pas comment le faire autrement...
8 10^8 W pendant 24 . 3600 secondes font x Joules ;
Puis vous divisez par l'énergie d'une fission et vous avez le nombre de fissions nécessaires .
Justement. J'obtiens 6,912x1013 Et quand je le divise par l'énergie d'une fission ça le donne 2,31x1024
Continuez ! je ne connais que le résultat approché : 800 g .
Je ferai les calculs si vous ne trouvez pas cette valeur .
Cela signifie qu'il y a 2,3x1024 fissions?
si c'est le cas cela signifie aussi 2,3x1024 atomes donc la masse totale serait 5,4x1026u donc 0,897 kg donc 897 g d'uranium...
C'est juste . Pour mes 800g , tout dépend quelle énergie on prend par fission .
Facile à se rappeler : dans tous les réacteurs du monde ,
la fission de 1 g de 235U , produit 1 MW.jour .
Attention à la question 3, elle est :
calculez en joule l'énergie libérée par la fission d'une
Et donc la réponse n'est pas celle donnée le 06-08-14 à 12:40
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1 u = 1,66.10^-27 kg
3)
E = Na * 0,2 * 1,66.10^-27 * (3.10^8)² = 1,8.10^13 J
4)
Quantité de matière d'U235 par jour : n = P*t/E = 800.10^6 * (24*3600)/(1,8.10^13) = 3,84 mol
m = 3,84 * 235.10^-3 = 0,9 kg
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Sauf distraction.
Je ne comprends pas votre intervention, la réponse est donnée par l'auteur
dans le post du 06/08 à 17h49 : 0.897 kg .
J'apportais juste un moyen mnémotechnique facile à se rappeler .
La question 3 de l'énoncé, concerne l'énergie libérée par la fission d'une MOLE d'atomes d'uranium 235
La réponse à cette question (Q3) donnée le 06-08-14 à 12:40 n'est pas correcte (et donc le oui c'est bon de la réponse suivante n'est pas correct non plus, puisqu'il concerne cette question 3).
La réponse du 06-08-14 à 12:4 donne l'énergie libérée par la fission d'un atome de U235 et pas d'une môle d'atomes d'U235 comme l'exige la question de l'énoncé.
D'où ma remarque.
Lé réponse donnée à la question 3 n'est pas correcte.
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