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Nucléosynthèse primordiale
Bonjour,
Voici l'énoncé :
Lors de la nucléosynthèse primordiale, les protons et les neutrons pésents dans l'univers fusionnent pour donner (essentiellement) des noyaux d'hélium.
A.1.a Pourquoi n'y a-t-il pas de production d'éléments plus lourds ?
réponse : trop instables.
A.1.b Quelle est la proportion d'hydrogène et d'hélium dans l'univers ?
réponse : respectivement 75% et 25%.
A.2.a Quel est le nombre de neutrons et de protons dans un noyau d'hélium ?
réponse : 2 protons et 2 neutrons.
A.2.b On peut considérer qu'à la fin de la NSP, tous les neutrons disponibles ont été consommés pour fabriquer des noyaux d'hélium. Quel est le nombre de noyaux d'hélium NHe produits en fonction du nombre de neutrons Nn initiaux ?
En supposant que le neutron et le proton ont une même masse notée mnuc, donner alors la masse d'hélium mHe produite.
réponse : NHe = 2Nn donc on a moitié moins de noyaux d'hélium que l'on a de neutrons. mHe = 4mnuc * 25/100
A.2.c Au début de la NSP, la proportion du nombre de neutrons Nn initiaux par rapport au nombre de protons Np initiaux est de Nn/Np = 1/7. Quel est le nombre de noyaux d'hydrogène NH restants à la fin de la NSP en fonction du nombre Nn initiaux ? Donner la masse d'hydrogène mH produite.
réponse : NH = Mp soit NH = 7Nn donc mH = 75/100 * 7 mnuc
Donc voilà j'aimerai savoir si je ne me suis pas trompé dans la résolution de cet exercice merci !
Bonjour Ginji. Tu as écrit ceci :
réponse : NHe = 2Nn donc on a moitié moins de noyaux d'hélium que l'on a de neutrons. mHe = 4mnuc * 25/100
S'il y a MOITIé moins, on doit écrire : N(hélium) = 0,5*N(neutrons)
et la masse d'hélium sera celle de N fois 4 nucléons : m(He) = N(hélium)*[4 * m(nuc)]
Merci de m'avoir répondu
En effet j'ai fait une faute d'étourderie.
Par contre j'ai un doute pour le calcul. Tous les neutrons sont consommés pour l'hélium mais seulement 25 % des protons sont utilisés donc ça me ferai plutôt :
m(He) = (0.5 * 2mnuc)*100/100 + (0.5*2mnuc)*25/100 non ?
Je ne vois pas pourquoi on a utiliserait pas le 25% alors que j'ai 2 protons dans l'hélium et que tous les hydrogènes sont composés de protons et qu'il y en a que 75%.
C'est un exercice sur la nucléosynthèse primordiale (il y a bien longtemps !...) , alors que les proportions des deux gaz sont actuellement de
75 et de 25 % . Donc, on n'a pas à s'en servir pour les calculs de cet exercice.
Le rapport Nn / Np = 1/7 : donc 1 neutron pour 7 protons , soit 2 neutrons pour 14 protons. Comme les 2 neutrons sont réquisitionnés pour faire de l'hélium, il faudra leur ajouter 2 protons.
On aura finalement (2 p + 2 n) + 12 protons
ce qui donnera 1 hélium + 12 hydrogène
Comme l'hélium a une masse 4 fois plus grande que l'hydrogène (en terme de nucléons), on aura en masse 4 nucl.d'He pour 12 nucl. d'H soit 25 % et 75 % du total
Ok j'ai compris pourquoi on fait comme ça, je pensais que la première partie et la 2e était liées alors qu'en fait je parle de la fin et dans la 2e du début de la NSP c'est pour ça que je me cassais la tête (apparamment pour rien
)
J'avais une question dans l'énoncé c'est : En déduire la fraction de masse d'hélium à la fin de la NSP : mHe/(mH+mHe) donc ça me donne mHe/5mHe donc ça représente 1/5. Donc de la NSP à nos jours on est passé d'un cinquième à un quart.
Merci de ton aide
En fait j'ai une question la masse dans mon énoncé c'est avec des unités ou en terme de nucléons comme tu le dis dans ton dernier message ??
m² nuc ... je me demande ce que cela donne ?... une masse au carré ?
Et de plus, tu ne donnes que la masse d'un atome d'He et de 12 d'H ...
Par conséquent, il faut multiplier par N n neutrons initiaux.
je comprends plus rien...
Je reprends :
m(He) = 4mnuc (pour un seul atome)
N(He) = 1/2 Nn
donc m(He) = 2mnuc (à la fin de la NSP)
N(n)/N(p) = 1/7 soit 7N(n) = N(p) jusque là je crois que je fait pas d'erreur mais c'est là que je bloque...
J'ai compris qomment on obtient 1hélium pour 12 hydrogènes mais après ?
Tu me dis de multiplier par N(n) initial mais j'ai pas de valeur numérique.
Pour 1 neutron, on avait 7 protons , soit 7+1 Nucléons ...
Pour 2 neutrons, on avait 14 protons.
Dans ce mélange, de 16 nucléons, si tous les neutrons sont utilisés pour faire de l'hélium, on aura :
2 neutrons + 2 protons, qui donneront 1 hélium
12 protons, qui donneront 12 hydrogène
Les masses correspondantes seront donc :
pour 1 hélium : 4 nucléons
pour 12 hydrogène: 12 nucléons
Les rapports de masse seront donc : pour He : 4 sur un total de 16 , soit 25%
pour H : 12 sur un total de 16 , soit 75%
(je dois te laisser maintenant. Bye)
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