Bonsoir à tous, voilà je bloque sur cet exercice, pouvez-vous m'aider
Désintégration de l'uranium 239
Dans le cœur des réacteurs nucléaires, quand un noyau d'uranium 238 capture un neutron, il se transforme en uranium 239. En libérant un électron, l'uranium 239 se transforme alors en neptunium 239.
1. Écrire l'équation de cette seconde réaction nucléaire
2.Calculer l'énergie libérée correspondante. Exprimer le résultat en eV
Données :
239
m( Np ) = 239.052 94 u
93
0
m( e ) = 5.49x10^-4 u
-1
239
m( U) = 239.054 29 u
92
3. En déduire l'énergie libérée par 1.0 g d'uranium 239
4.Comparer à l'énergie libérée par la combustion d'une tonne de charbon, qui est de 2 8MJ.
Voilà merci 'avance...
Bonjour,
Dans un premier temps, un atome d'uranium 238 capture un neutron et se transforme transitoirement en uranium 239. Cette réaction de capture est plus facile avec des neutrons rapides qu'avec des neutrons thermiques, mais est présente dans les deux cas.
1 0 n + 238 92 U -> 239 92 U
1)
U(239,92) ---> Np(239,93) + e(0,-1)
2 et 3)
Ici, je me sens poussé à faire une grosse parenthèse.
9 fois sur 10, on fait une erreur en calculant l'énergie libérée dans une désintégration Beta-
Et ceci inclus la toute grande majorité des profs.
L'écriture ci dessus (question 1) est trompeuse, on a l'impression que Ne(239,93) est un atome. MAIS C'EST FAUX.
C'est un ion issu de l'atome de Np(239,93) mais auquel il manque un électron.
Et c'est OBLIGATOIREMENT le cas, en effet, il faut que les 2 membres de "l'équation" ait la même charge électrique.
Le membre de gauche est neutre puisqu'on part d'un atome, alors qu'il y a un électron (1 charge élementaire -) dans le membre de droite.
Ceci n'est possible que parce que le "Np(239,93)" n'est pas un atome, mais un ion provenant de l'atome auquel il manque un électron.
On aurait du écrire pour être parfaitement correct : U(239,92) ---> Np(239,93)^+ + e(0,-1)
Le ^+ montrant qu'il s'agit bien d'un ion et pas d'un atome.
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Tout ce laius pour dire que si on connait la masse de l'atome de Np(239,93), qui est bien de 239,05294 u, il faut prendre garde que ce n'est pas la masse du Np(239,93) + celle d'un électron qui est sensée être dans l'équation.
Le Np(239,93)^+ a la masse du Np(239,93) a la masse d'un électron près, on a en réalité : masse Np(239,93)^+ = masse Np(239,93) - masse de 1 électron.
Et donc masse Np(239,93)^+ + masse de 1 électron = masse Np(239,93)
Et par conséquent le membre de droite de l'équation est la même que celle d'un ATOME de Np(239,93), soit 239,052 94 u
Dit encore autrement, ON NE PEUT PAS ajouter la masse d'un électron à celle d'un atome de Np(239,93) pour trouver la masse des "composants" du membre de droite dans l'équation.
Le calcul correct est donc:
Delta m = 239,05294 - 239,05429 = -0,00135 u = -2,24.10^-30 kg
qui libérera une énergie de |E| = |Delta m| * c² = 2,24.10^-30 * (3.10^8)² = 2,02.10^-13 J = 1,26.10^6 eV
Résultat qui est confirmé par exemple sur ce lien :
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Tout autre résultat qui résulterait de la comptabilisation de la masse d'un électron en plus dans le membre de droite de l'équation serait faux.
Mais probablement celui donné par la toute grande majorité des profs... et aussi à différents endroits sur le net ou le 'copier coller" sans rien y comprendre fait bon train.
Si on calcule avec la masse de l'électron erronément incluse, on devrait arriver à Delta m = -8,01.10^-4 u et à |E| = 0,748.10^6 eV
Réponse probable attendue mais tout à fait fausse.
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Sauf distraction.
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