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fission de l'uranium

Posté par
maths1D
26-04-13 à 16:23

La transformation nucléaire produisant l'énergie des centrales est la fission d'un noyau d'uranium 235 sous l'effet d'un neutron . parmi les réactions possibles , on étudie celle qui produit du strontium 94, un autre noyau , noté X, de nombre de masse 139, ainsi que des neutrons.

1) écrire l'équation de la réaction nucléaire de fission étudié. Le numéro atomique atomique X sera noté Z, le nombre de neutrons sera noté k.

2) Déterminer Z et k, puis écrire l'équation.

3) Calculez l'énergie libérée de cette réaction.

4) Une tonne de combustible nucléaire contient 0,88t d'uranium dont 3,5% est de l'uranium 235.
Calculer l'énergie qu'une tonne de combustible peut libérer par la fission de tout l'uranium 235 par cette réaction.

5) Exprimer cette énergie en tonne équivalent pétrole. Conclure.


Données :
• énergie libérée en moyenne par la combustion d'une tonne de pétrole (tonne équivalent pétrole): 1tep=4,2.10puissance 10 J
•masse en kg des particules et des noyaux rencontrés:
Neutron : 1,67493.10puissance -27
Uranium 235 : 30902996.10puissance -25
Strontium 94 : 1,559501.10puissance -25
139X : 2,0306801.10puissance -25

Je suis bloquée à la question 4. Est ce que quelqu'un pourrait m'aider ? Merci d'avance

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 26-04-13 à 16:55

Si vous voulez mes réponses des questions 1 2 et 3. Demander moi

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 16:58

Personne ne peut m'aider ?

Posté par
J-P Correcteur
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 17:10

Ecris déjà ce que tu as fait pour les questions 1 à 3

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 17:38

Je vous met directement la réponse de la 2 et pas la 1 puisque la 2 c'est la réaction complete:
235 92 U 94 38 Sr + 193 54 Xe + 1 0 2n

3. E libérée = 2.87586*10puissance -11 J

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 17:39

Je me suis trompé c'est 235 92 U 94 38 Sr + 139 54 Xe + 1 0 2n

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 17:39

235 92 U 94 38 Sr + 139 54 Xe + 1 0 2n

Posté par
J-P Correcteur
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 19:18

^{235}_{92}U\ +\ ^{1}_{0}n \to ^{94}_{38}Sr\ +\  ^{139}_{54}Xe + 3\  ^{1}_{0}n

3)

Les masses que tu donnes sont pleines de fautes, je mets ce que je pense et pas ce que tu as écrit.
voila celles que je pense moins fausses

Neutron : 1,67493.10^-27 kg
Uranium 235 : 3,902996.10^-25 kg
Strontium 94 : 1,559501.10^-25 kg
139X : 2,306801.10^-25 kg

Delta m = 1,559501.10^-25 + 2,306801.10^-25 + 2*1,67493.10^-27 - 3,902996.10^-25 = -3,1954.10^-28 kg
Energie produite pour une réaction : |E| = 3,1954.10^-28 * 299792458² = 2,87.10^-11 J

... Pour autant que les masses que j'ai utilisées soient correctes.
-----
4)

Dans 1 tonne de combustible, il y a 1000 * 0,88 * 0,035 = 30,8 kg d'U235

Il y a donc 30,8/(3,902996.10^-25) = 7,89.10^25 atomes d'U235 dans 1 tonnes de combustible.

Energie totale par fission : E = 7,89.10^25 * 2,87.10^-11 = 2,26.10^15 J
-----
5)
1 tep = 42 GJ

--> la tonne de combustible donne par fission de l'U235 une énergie de 2,26.10^15/(42.10^9) = 54000 tep

...
-----
Sauf distraction.

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 20:02

Désolé pour les masse j'ai pas fait attention.
Merci beaucoup pour votre aide

Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 27-04-13 à 20:08

Question: est ce que vous ne vous êtes pas trompé dans le calcul Delta m = 1,559501.10^-25 + 2,306801.10^-25 + 2*1,67493.10^-27 - 3,902996.10^-25 = -3,1954.10^-28 kg
Puisqu'il y a 3 neutron il ne faudrait pas multiplier par 3 et non par 2 ?

Posté par
J-P Correcteur
re : fission de l'uranium 28-04-13 à 10:09

Citation :
Puisqu'il y a 3 neutron il ne faudrait pas multiplier par 3 et non par 2


Il y a 3 neutrons après la fission ... MAIS il y a 1 neutron qui provoque la fission (à gauche de l'équation)

Il y a donc (rien que les neutrons "libres"), une différence de 2 neutrons entre après et avant la fission.

Si tu veux voir apparaître les 3 neutrons dans le bilan des masses après réaction, tu peux, mais il ne faut pas alors oublier le neutron d'avant la fission dans le bilan des masses.

Tu auras alors :

Delta m = 1,559501.10^-25 + 2,306801.10^-25 + 3*1,67493.10^-27 - (3,902996.10^-25 + 1,67493.10^-27)
... et le résultat sera évidemment encore : Delta m = -3,1954.10^-28 kg


Posté par
maths1D
re : fission de l'uranium 28-04-13 à 10:15

Ah d'accord, merci beaucoup

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