Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Le noyau d'uranium
Bonsoir, voilà l'énoncé:
Données:
* Masses de quelques noyaux ou particules exprimées en unité de masse atomique :
| Noyau ou particule | Uranium 235 | Lanthane 146 | Brome 87 | proton | neutron |
| Masse (en u) | 234,994 | 145,112 | 86,893 | 1,0073 | 1,0087 |
* Célérité de la lumière dans le vide :
* Conversion entre unités :
A. 1.Calculer, en MeV, l'énergie de liaison du noyau d'uranium 235 :
On calcule le défaut de masse:
On convertit en kg:
Pour calculer l'énergie de liaison:
Quand on convertit en MeV on trouve:
2. L'énergie de liaison du fer 56 :
Ce noyau est-il plus ou moins stable que celui d'uranium 235 ?
On va utiliser \frac{E_l}{A} pour calculer l'énergie de liaison par nucléide.
Pour l'uranium:
Pour le fer:
Plus l'énergie est grande plus le noyau est stable donc le fer est plus stable que l'uranium.
B. On étudie la réaction :
3. Identifier la particule notée X après avoir précisé son nombre de charge et son nombre de masse.
Après calculs on voit qu'il manque 3 nucléons et 0 proton. On aura donc trois particules notées
4.Cette réaction est-elle une fusion ou une fission ? S'agit-il d'une réaction en chaîne ? Pourquoi ?
Cette réaction est une fission car le noyau d'uranium initial est scindé en deux noyaux plus petits. Il s'agit d'une réaction en chaine car l'Uranium va se fissurer et la réaction, en produisant plusieurs neutrons, va se poursuivre.
5. Calculer, en MeV, l'énergie libérée par cette réaction.
Je bloque ici
Merci de m'aider!
5)
La masse (en u) que tu donnes pour le Lanthane 146 est fausse.
Cela empêche de faire un calcul correct dans cette question.
Sur le net, on trouve pour le Lanthane 146 : 145,92579 u, ce qui est de loin plus plausible que 145,112 u donné dans le tableau de l'énoncé.
5)
Delta masse due à la réaction:
Delta m = 145,912 + 86,893 + 3*1,0087 - 234,994 - 1,0087 = -0,1776 u
--> |E produite| = 0,1776 * 1,66.10^-27 * (3.10^8)² = 2,65.10^-11 J = 2,65.10^-11/(1,6.10^-19) eV = 166.10^6 eV = 166 MeV
-----
Calculs à vérifier.
Merci.
On n'est pas censé trouver une valeur positive? Ensuite tu la passes en valeur positive (-0,1776 passant à 0,1776), comment est-ce possible?
Je ne veux pas me mêler des conventions de signes qui sont loin d'être les mêmes pour tous.
Ce qu'on peut dire c'est que si la somme des masses des "composants" après réaction est inférieure à la somme des masses avant réaction, alors la réaction fournit de l'énergie au "monde extérieur".
Dit autrement: Une partie de la masse des composants avant réaction a été transformée en énergie, énergie qui a été donnée au "monde extérieur"
Ici:
La masse totale avant réaction est 234,994 + 1,0087 = 236,0027 u
La masse totale après réaction est 145,912 + 86,893 + 3*1,0087 = 235,8311 u
On a donc masse totale après réaction < masse totale avant réaction ---> La réaction fournit de l'énergie au "monde extérieur"
-----
Ceci étant dit, il te reste à écrire cela en respectant les conventions de signes qui t'ont étés enseignées.
-----
Un peu partout dans la littérature, on confond allégrement "Delta masse" et "Perte de masse".
Pour moi : Delta masse = masse après réaction - masse avant réaction.
Si "Delta masse" < 0, alors il y a une "perte de masse" > 0 et la réaction fournit de l'énergie...
Et certains (mais pas tous) considèrent, comme en thermo dynamique, que une énergie fournie par un réaction au monde éxtérieur est < 0
-----
Reprends les conventions de signe et le vocabulaire donnés par ton prof.
Merci pour les explications.
Dans mon cours il est écrit que le défaut de masse est toujours positif mais on ne me donne que la formule Zmp + Znm - m0 qui nous donne un résultat négatif...
Le "défaut de masse" n'est pas le même chose que le "Delta masse" ou la "Perte de masse" dont j'ai parlé.
Le "Delta masse" ou le "Perte de masse" concernent les différences de masse entre les "composants" avant réaction et les "composants" après réaction.
Le "défaut de masse" est tout autre chose.
Il concerne chaque "atome" séparément.
Exemple: un noyau d'uranium 235 possède 92 protons et 143 neutrons
Si on calcule la somme des sommes de 92 protons et 143 neutrons, on trouve : 92*1,0073 + 143*1,0087 = 236,9157 u
Or la masse d'un noyau d'U235 est 234,994 u
Donc un noyau d'atome (ici de U235) a une masse plus faible que la somme des masses de ses composants.
Cette "différence de masse" qu'on appelle "Défaut de masse" est l'équivalent masse de l'énergie qu'il faut pour que les "composants" du noyau restent liés (énergie de liaison du noyau).
-----
Pour calculer l'énergie produite par une réaction nucléaire, on peut procéder de 2 façons.
a) Comme je l'ai fait, en passant par la différence des masses avant ou après réaction.
b) Par différence des energies de liaison des atomes avant et après réaction.
Les 2 méthodes doivent évidemment aboutir au même résultat.
-----
Alors, la question : Quelle méthode vaut-il mieux utiliser ?
Réponse simple : Celle qui est la plus rapide dans le cas de l'exercice posé.
Ici, on te donne directement les masses du U235, du La146, du Br87 et du neutron
On peut donc en 1 seule ligne calculer la différence des masses avant et après réaction.
Et convertir cette différence de masse en énergie.
Si tu veux utiliser la méthode b, tu dois alors dans le cas du problème posé et avec les données dont on dispose:
- calculer l'énergie de liaison d'un noyau d'atome de U235
- calculer l'énergie de liaison d'un noyau d'atome de La146
- calculer l'énergie de liaison d'un noyau d'atome de Br87
- Calculer la différence entre les énergies de liaison des "composants" des 2 membres de l'équation de réaction.
Les 2 méthodes doivent donner le même résultat ... mais ici, la première méthode est plus rapide.
Ce ne serait pas le cas, si au lieu de donner les masses des noyaux, l'énoncé donnait les énergies de liaison des différents noyaux ...
Dans ce cas, calculer l'énergie produite serait plus rapide par différence des énergies de liaison.
-----
Il reste une autre possibilité pour choisir la méthode à utiliser.
Si on t'a enseigné une seule des 2 méthodes ... Tu dois utiliser celle-là uniquement.
-----
Annuler
connectez vous