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Fusion

Posté par
Virlette
08-02-10 à 14:05

Bonjour à tous,
J'ai un petit souci concernant un exercice sur le réactions nucléaires, pouvez-vous m'aider ?

Plusieurs chaines de réactions sont possibles. Pour le soleil:
- fusion de deux noyaux d'hydrogène produit un noyau de deutérium (R1) puis
- noyau deutérium capture un autre proton et forme un noyau d'hélium 3 (R2) puis
- deux noyaux d'hélium 3 fusionnent en un noyau d'hélium 4 (R3)

1)a. R1 : 1,1 H + 1,1 H -> 2,1 H + A,Z X
Identifier X
D'après les lois de Soddy, 1+1 = 2+A et 1+1 = 1+Z
On a donc A=0 et Z=1. La particule X est donc un positon.

b. Identifier R2. Cette fusion s'accompagne d'un photon: interpréter.
2,1 H + A,Z X -> 3,2 He
D'après les lois de Soddy, 2+A = 3 et 1+Z = 2
La particule X est donc un noyau d'hydrogène.
Par contre je ne comprends pas l'expression "cette fusion s'accompagne d'un photon".

c. R3 : 3,2 He + 3,2 He -> 4,2 He + 1,1 H + 1,1 H

d. Montrer que le bilan des trois réactions est:
4 1,1 H -> 4,2 He + 2 0,1 e + 2 appelée réaction R5.
Voilà cette question me pose également problème.

En vous remerciant

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 14:25

Bonjour

a)b)c) ok c'est bon
d)il faut que tu additionnes les 3 réactions mais attention tu dois multipliées certaines par 2 car tu obtiens, entre autres, 2 01e et 4 11H
Donc comment vas tu faire?

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 14:41

1,1 H + 1,1 H -> 2,1 H + 0,1 e (x2)
2,1 H + 1,1 H -> 3,2 He (x2)
3,2 He + 3,2 He -> 4,2 He + 1,1 H + 1,1 H
Il nous reste donc:
4 1,1 H -> 4,2 He + 2 0,1 e mais d'où sortent les 2 ?

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 14:41

De plus pouvez-vous me dire à quoi correspond l'expression "cette fusion s'accompagne d'un photon" s'il vous plait

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 14:49

Justement tu as fais la question et tu as répondu juste après bravo !!

Effectivement les 2 correspondent aux deux photons émis.
Dans la réaction 2 , un photon est émis donc la réaction donne : 12H + 11H = 23He +

ok?

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 14:54

Ah oui d'accord j'avais oublié le
Merci beaucoup pour votre aide ! Si j'ai encore des problèmes pour la suite de l'exercice je posterai les questions suivantes

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 15:26

Et bien je rebloque !
Une des questions demande de calculer la quantité d'énergie libérée lors de la formation d'une mole d'hélium d'abord par la réaction R5, puis par la réaction R4.
Je rappelle que R4 = 2H + 3H -> 4He + 1n
                     1    1     2     0
R5 = 4 1H -> 4He + 2 0e
       1     2       1
Voilà je ne sais pas comment m'y prendre. Je suppose que le nombre d'Avogadro va entrer en jeu mais je ne sais pas par où commencer.

En vous remerciant

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 15:28

Je vais réécrire les équations car c'est assez incompréhensible..

R4 = 2,1 H + 3,1 H -> 4,2 He + 1,0 n
R5 = 4 1,1 H -> 4,2 He + 2 0,1 e

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 16:19

Il faut que tu utilises la relation de Einstein : E=m.c² et que tu multiplies par Na le nombre d'Avogadro (effectivement)

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 17:07

Ah d'accord tout simplement !

Donc pour R5 on a:
Elib = (m(4,2 He) + 2m(0,1 e) - 4m(1,1 H)).c²
                = [(4,0026 + 2.0,0006 - 4.1,0073).1,66.10-27](3.108
                = -3,795.10-12 J
Elib pour 1 mole = -3,795.10-12.6,02.1023
                            = -2,284.1012 J
Par contre il faut que je donne le résultat en kWh..

Pour R4:
Elib = (m(4,2 He) + m(1,0 n) - (m(2,1 H) + m(3,1 H))).c²
                = (((4,0026 + 0,0006 - (2,0136 + 3,0155)).1,66.10-27).(3.108
                = -1,533.10-10 J
Elib pour 1 mole = -1,533.10-10.6,02.1023
                            = -9,227.1013 J
Là aussi le résultat est demandé en kWh..

Par contre la question suivante me demande de comparer les deux valeurs, faut-il que je fasse le quotient ou dire que les deux sont presque du même ordre de grandeur suffit ?

En vous remerciant

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 17:16

Pour les valeurs a donner en kWh : on sait que des watts ce sont des Joules par secondes (W=J/s). Est-ce qu'on te donne une durée quelconque dans ton exo (temps de réaction ou nombre de becquerels...) ?

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 17:19

ah non je viens de trouver : 1kW.h = 3.6 MJ !!! (je ne le savais pas...)
A ben donc c'est bon tu peux convertir...(ouf...sauvés )

Posté par
Virlette
re : Fusion 08-02-10 à 19:48

Ah d'accord et bien merci beaucoup alors !
Mais sinon mes calculs vous semblent-ils justes ?

Posté par
lulu3324
re : Fusion 08-02-10 à 20:00

je n'ai pas refais les calculs mais les expressions sont bonnes en tous cas

avec plaisir bonne continuation



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