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Fission de l'uranium 235
BONJOUR tout le monde,
Je poste aujourd'hui pour vous demander de l'aide au sujet de cet exercice... J'ai seulement répondu à la première question mais la deuxième j'ai un doute...
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.
ICI j'ai répondu: que x=38 et y= 1 avec la loi de conservation. Je pense avoir compris... mais la suite...
On donne les masses des noyaux des atomes et des particules intervenant dans cette réaction en unité de masse atomique u.
Dans un tableau, il y avait ces cordonnées:
Noyau et leur masse (en unité atomique u):
1(en haut) 0(en bas)n = 1.009
95 ( en haut) 38 (en bas) Sr = 94,945
139 ( en haut) 54 (en bas) Xe = 138,955
235 (en haut) 92 (en bas) U = 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.
DONC là : en utilisant l'écriture littérale dans les données, qui est (delta)m= m(initiale)-m(finale).
Alors (delta)m= [m(U)+m(n)]-[m(Xe)+m(Sr)+m(n)]= (235.120+1.009)-(138.955+94.945+1.009)= 236.129-234.909= 1.22
MAIS je suis censée trouver 0.20 u !! Alors voila...
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.
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?
Données:
10^6W=1MW
Nombre d'Avogadro: Na=6,02.1023 mol-1
En négligeant les énergies cinétiques des noyaux lourds et du neutron incident.
Défaut de masse: (delta)m= m(avant réaction) - m(après réaction).
et Elib= m x c2
J'éspère pouvoir avoir des réponses mais je ne pense pas, tout le monde est en vacances encore. Mais je suis en situation désespérée alors je TENTE! 
:) Merci d'avance !
1)
x = 92 - 54 = 38
235 + 1 = 139 + 95 + y --> y = 2
2)
Delta m = 138,945 + 94,945 + 2 * 1,009 - 235,12 - 1,009
Delta m = -0,221 u
...
-Merci de votre réponse et oui javais trouvé mon erreur après avoir posté y=2 Merci!
-Mais du coup j'ai trouvé pour delta m, 0.211u... mais pas -0.221u...
et sinon:
-la question 3, j'ai trouvé E lib=2.98*10^-11 J
Je ne sais pas si c'est bon?
- et la question 4, je suis complètement bloquée...
sinon merci de votre réponse !!
On exprime en général le delta masse par : masse finale - masse initiale. (d'où ici le signe -)
Delta m = -0,211 u ... que l'on demande d'arrondir à -0,2 u pour la question 3.
3)
Delta m = -0,2 u
E = -0,2 * 931,5 = - 186,3 Mev
soit E = - 186,3 * 1,602.10^-13 = - 2,98.10^-11 J ... à arrondir à - 3,0.10^-11 J
Le signe - indique que la réaction fournit de l'énergie au "monde extérieur".
4)
E journalière à fournir : E = 800.10^6 * 24 * 3600 = 6,9.10^13 J
Il faut donc un nombre de fissions N = 6,9.10^13/3,0.10^-11 = 2,3.10^24
Soit donc une masse d'U235 : m = 235 * 2,3.10^24 = 5,4.10^26 u, donc m = 5,4.10^26 * 1,66.10^-27 = 0,9 kg
Calcul non vérifiés.
je m'en excuse mais je ne comprends pas à la question 3, le calcul: E = -0,2 * 931,5 = - 186,3 Mev
Je n'arrive pas à comprendre le 931.5 et pourquoi devoir le mettre Mev?
L'équivalent en énergie de 1 u est de 931,5 MeV.
Mais si on ne le sait pas, on peut faire autrement :
m = 0,2 u = 0,2 * 1,66.10^-27 kg = 3,32.10^-28 kg
E = m.c²
E = 3,32.10^-28 * 299792458² = 2,98.10^-11 J (arrondi à 3,0.10^-11 J)
Merci beaucoup !
Dans la question 3, il parle de mole d'atome d'uranium. Alors je me demandais si il fallait utiliser la constante d'Avogadro? Ou je ne sais pas si cette donnée doit etre utilisée pour autre chose
Et question 4 : E = 800.10^6 * 24 * 3600 = 6,9.10^13 J
Pourquoi avez vous multipliez par 24 et ensuite par 3600? Je sais quil est fournit 800MW en 24 heures, et que pour le convertir en W, il faut multiplier par 10^6. Mais je ne comprends pas pourquoi avoir multiplier par 24 puis 3600...
Et puis vous faite ce calcul : m = 235 * 2,3.10^24
Mais pareil je n'arrive pas a comprendre pourquoi ce calcul. Pourquoi le nombre de nucléons 235 de l'uranium peut etre multiplié par une energie pour obtenir une masse ?
Je m'en excuse sincèrment de ce bombardements de questions mais j'essaie vraiment de comprendre et pour etre capable de le refaire avec un autre énoncé.... mais MERCI de votre aide !
Ce que j'ai calculé est l'énergie dégagée par la fission d'un seul atome de U235.
Si on veut l'énergie dégagée par la fission d'une mole d'atomesU235, il faut multiplier le résultat par le nombre d'Avogadro ...
*****
Il faut aussi en tenir compte pour la question 4, et corriger ma réponse en conséquence.
Sauf nouvelle distraction.
3)
Pour 1 mol de ...
E = 2,98.10^-11 * 6,022.10^23 = 1,79.10^13 J
4)
E journalière à fournir : E = 800.10^6 * 24 * 3600 = 6,9.10^13 J
quantité de matière d'U235 nécessaire : n = 6,9.10^13/(1,79.10^13) = 3,85 mol
masse de U235 : m = 3,85 * 235 = 906 g soit donc 0,9 kg environ.
Même réponse finale (heureusement) que par l(autre manière de répondre.
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