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Noyau , masse et énergie 2

Posté par
Physical111
22-12-20 à 22:40

Bonjour à tous,
J'ai un exercice merci beaucoup d'avance
Étude d'une réaction de fusion nucléaire
La formation de l'hélium à partir du deutérium et du tritium qui sont deux isotopes de l'hydrogène est une réaction de fusion nucléaire spontanée qui se produit continuellement au cœur des étoiles l'homme essaie sans cesse de reproduire cette réaction au laboratoire afin d'utiliser de façon contrôlée son énorme énergie libérée. le chemin est encore long pour surmonter les différentes obstacles techniques. on modélise cette réaction nucléaire par l'équation suivante ;
21 H +13 H => zA He +01 n
Noyau , masse et énergie 2
- célérité de la lumière dans le vide; c=3*108 m.s-1
_1u=931,5 Mev /c²
_ constante de Planck  h=6,626*10-34 J.s
-1MeV =1,6*10-13 J
1) Déterminer les nombres A et Z du noyau d'hélium
D'après les lois de Soddy
A=4 et Z=2
2+3=A+1=> A=4
1+1=Z+0=> Z=2
2) Calculer en MeV , l'énergie libérée Elib lors de cette réaction nucléaire
Elib=|∆E|=|∆m.c²|=|( m produits - m réactifs).c² |
=|m(He)+m(01n)-m(2H)-m(13H).c²|
=|(4,0015+1,00866-3,01550-2,01355)*c²*931,5MeV /c²|
=17,596035 MeV

3) on suppose que toute l'énergie libérée s'est transformée en rayonnement électromagnétique .déterminer la longueur d'onde lambda associée à ce rayonnement.

Une petite indications s'il vous plaît merci beaucoup d'avance
4) un échantillon de sol contient du tritium radioactif à la date t= 0 l'activité de cet échantillon est a0=20 Bq . A l'instant de date t1=4 ans . Cette activité devient égale à a1=1,6*106 Bq
Déterminer l'activité a2 de cet échantillon à l'instant de date t2=12,4 ans
On doit utiliser la loi de décroissance radioactive :
a(t)=a0 *e- t
Merci beaucoup d'avance

Posté par
odbugt1
re : Noyau , masse et énergie 2 23-12-20 à 00:45

Bonjour,

Question 3 :
Utilise le relation  E = h.c /

Question 4 :
Revois les données numériques de ton énoncé car je doute fort que l'activité radioactive puisse augmenter au cours du temps !

Posté par
Physical111
re : Noyau , masse et énergie 2 24-12-20 à 20:19

Bonjour
Merci beaucoup de m'avoir répondu
3) Elib=h*\dfrac{c}{\lambda}
Alors =\dfrac{h* c}{E_{lib}}=\dfrac{6,626*10^{-34}*3*10^{8}}{17,59*1,6*10^{-13}}=7,06*10^{-14} m
4) effectivement vous avez strictement raison
a0=2*106 Bq
Donc :
a(t1)=a0 * e- t
donc a1=a0 * e- t_1
Donc e- t1=a1/a0
=> - t1=ln (a1/a0)
=> t1=ln (a0/a1) =>
=\dfrac{ln (\dfrac{a_0}{a_1})}{t_1}=55,78*10^{-3} ans ^{-1}
On a :
a2=a0*e- t2
=2*106*e-55,78*10[sup]-3*12,4[/sup]=1,001*106 Bq
Merci beaucoup

Posté par
odbugt1
re : Noyau , masse et énergie 2 24-12-20 à 23:48

C'est exact.
Au bout de 12,4 ans l'activité est passée de 2.106 Bq à 1.106 Bq.
Elle a donc diminué de moitié.
On en déduit que la demie vie est égale 12,4 ans

C'était prévisible à partir de la valeur de la constante radioactive :
En effet t1/2 = ln(2) /  
t1/2 = ln(2) / 55,78.10-3 = 12,4 ans



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