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Energie nucléaire
L'uranium naturel contient les isotopes 238U et 235U (0,7 %en masse) employé comme combustible dans les réactions nucléaires car il peut subir une réaction de fission
a- Rappeller la définition d'une fission nucléaire
b- recopier et compléter l'équation ci-dessous de l'une des réactions de fission possible d'un noyau d'uranium 235
23592U +...... -> 98..Zr + 13552Te + 3 10n
c- Calculer la variation de masse lors de la fission d'un noyau d'uranium 235 selon cette réaction
d- En déduire la valeur de l'énergie libérée E libérée
e- Si on admet que la fission de chaque noyau d'uranium s'accompagne en moyenne d'une telle libération d'énergie, déterminer en joules l'éenergie E0libérée par la fission de m0=1.0g d'uranium enrichi à 3,7% en masse en uranium 235
Données :
c=2.998*108m.s-1
neutron= 1.675*10-27kg
noyau 235U = 390.230*10-27kg
noyau 98Zr = 162.462*10-27kg
noyau 135Te= 224.035*10-27kg
Ce que j'ai essayer de faire :
a- La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers, généralement deux nucléides. Cette réaction nucléaire se traduit aussi par l'émission de neutrons et un dégagement d'énergie très important
b-je sais pas comment remplir , je sais juste qu'il y a conservation des charges
c-je suis coincer puisque j'arrive pas a completer l'équation bilan
d- je connais la formule : E libérée = valeur absolue de delta m multipliée par c 2
e- je suis totalement perdue
b)
Pour provoquer la fission d'un noyau de U235, on le "bombarde" avec 1 neutron.
et donc, en équilibrant les nombres de masse et les charges, on a :
U(235,92) + 1 n(1,0) ---> Zr(98,40) + Te(135,52) + 3 n(1,0)
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A comptendre ...
Tu peux ensuite continuer l'exercice.
Merci pour l'équation j'ai compris mais pour la question c pour calculer la masse je l'est dans les données et quand je fais pour la trouver apres une fission ?
pour la c : Il faut que j'ajoute a masse de Zr et de Te ou pas ?
d-Est ce que ma formule est juste ? et est ce qu'on peut l'appliquer dans ce cas la ?
Delta masse = (masse du Zr(98) + masse du Te(135) + 3 masses de neutron) - (masse du U(235) + masse de 1 neutron)
D'accord merci beaucoup mais pour la dernière question je vois pas comment on peut calculer l'énergie libérée , et pourquoi il nous donne un pourcentage a quoi nous sert -il ?
pour la c j'ai trouver :
delta masse = -3.83*10-28c'est pas cohérent pour une masse ..
pour la d - Energie libérée = -3.83*10-28* 2.998*108
= -1.14*10-19joules
soit -0.71 eV mais je pense que se soit sa vu que c'est négatif merci de me dire ou je me suis tromper :/
Ce n'est pas une masse, mais un delta masse.
Le fait qu'on trouve une valeur négative, montre qu'une partie de la masse a été transformée en énergie.
Il ne faut pas oublier les unités, sinon cela ne veut rien dire.
Delta m = -3,83.10^-28 kg
Energie fournie (pour 1 fission) : |E| = 3,83.10^-28 * (2,998.10^8)² = 3,44.10^-11 J
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e)
1,0 g d'uranium enrichi à 3,7% en masse contient donc 10^-3 * 0,037 = 3,7.10^-5 kg d'U235
1 noyau d'U235 a une masse de 390,23.10^-27 kg et comme la masse des électrons est négligeables devant celle du noyau, on a pratiquement : N = 3,7.10^-5/390,23.10^-27 = 9,48.10^19 noyaux d'U235 qui peuvent fissionner.
Donc l'énergie totale possible est E = 9,48.10^19 * 3,44.10^-11 = 3,3.10^9 J
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Sauf distraction. Vérifie.
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