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Radioactivité : uranium

Posté par
RBNYC
07-04-13 à 20:08

Bonjour, j'ai un problème avec un exercice (encore une fois, C.F mon autre topic), je n'ai toujours pas fait la leçon et la prof tient vraiment à ce qu'on y arrive sans avoir commencer, je n'ai pas eu d'indication, et j'ai fais mes recherches sur internet, seulement je bloque pour les questions 4 et 5

La radioactivité provoquée de l'uranium:  
Dans certaines conditions l'uranium 235 peut se scinder en deux noyaux plus legers et plus stables comme par exemple le strontium et le xénon selon l'équation suivante :
235     1         94      A         1
    U +   n  -->     Sr +   Xe +  3   n
92      0         Z       54        0
1) Comment appelle t-on ce type de réaction ?
La fission est une réaction nucléaire provoquée au cours de laquelle un noyau lourd "fissible" donne naissance à deux noyaux plus légers. La réaction se fait avec perte de masse et dégagement d'énergie.



2) Déterminer la valeur de A et de Z.
Conservation de la charge : 92 = Z+54 d'où Z = 38.
Conservation du nombre de nucléons : 235+1 = 94 +A + 3 d'où A = 139.

3) Enoncer la relation de l'équivalence masse -énergie.
Un système de masse m possède lorsqu'il est au repos, une énergie: E = m.c2
E: énergie du système en joules (J) ; m: masse du système en kilogrammes (kg) ; c: vitesse de la lumière dans le vide (c=3,0.108m.s-1).

4)Exprimer en fonction des masses des particules et des noyaux intervenant dans l'équation précédente l'énergie libérée Elib au cours de cette réaction nucléaire.

5) Calculer l'énergie libérée en MeV


Merci!

Posté par
PerArGal
re : Radioactivité : uranium 08-04-13 à 10:05

Bonjour,

Pour faire le 4 et 5, il faut que tu ailles rechercher les masses atomiques de chacune des particules intervenant dans cette réaction. Cette masse est généralement donnée en unité de masse (u) que tu pourras convertir ensuite en kg (facteur conversion se trouve également dans lalittérature)

Ton bilan de masse correspondra à lénergie libérée.

Tu convertis ensuite le résultat obtenu en joule en eV

Pour info, voici les données que j'ai trouvé dans de la doc (vérifie!)

Particule Neutron   Uranium Strontium Xénon
Masse (u) 1,0087   234,9935 93,8945          139,892

1u = 1,660539 10-27 kg

Posté par
J-P
re : Radioactivité : uranium 08-04-13 à 11:10

5 et 6)

Masses pour les noyaux seuls (doivent être données dans l'énoncé ou bien dans un document où on peut trouver ces valeurs) :

U 235 : 235,0134 u

Sr94 : 93,8946 u

Xe 139 : 138,8882 u
-----
1 n = 1,0087 u

1 u = 1,660538.10^-27 kg
---------

Delta masse = 138,8882 + 93,8946 + 3*1,0087 - 235,0134 - 1,0087 = -0,2132 u = -0,2132 * 1,660538.10^-27 = -3,54.10^-28 kg

Energie dégagée lors d'une de ces fissions : |E| = 3,54.10^-28 * c² = 3,54.10^-28 * c² * (2,998.10^8)² = 3,18.10^-11 J

Et avec 1 eV = 1,602.10^-19 J

|E| = 3,18.10^-11/(1,602.10^-19 ) = 198,6.10^6 eV = 198,6 MeV
-----
Sauf distraction.  

Posté par
PerArGal
re : Radioactivité : uranium 08-04-13 à 11:27

@J-P

Je corrige mes tablettes (poussiéreuses) pour la masse atomique de l'Uranium 235 (non pas que la valeur numérique me serve à autre chose qu'à faire des exos )
J'ai tout de même remarqué que si wikipedia confirme la valeur de 235,0134, on trouve un paquet de références scolaires et universitaires qui annoncent "ma" valeur. Une explication?  

Posté par
J-P
re : Radioactivité : uranium 08-04-13 à 15:28

Je n'ai pas d'explication ... si ce n'est que n'importe qui peut écrire n'importe quoi sur le net et qu'une fois une bêtise écrite, une multitude la récopie.

Une source fiable est ici:

Mais cette source donne les masses atomiques des atomes, si on veut celles des noyaux seuls, on doit en retirer la masse du cortège électronique.

Cette liste donne les masses des isotopes les plus souvent rencontrés, on remarquera par exemple qu'on n'y trouve pas le Xe139 ni le Sr94, qui, je pense, ne "vivent" que très peu, ils sont presqu'immédiatement désintégrés en d'autres éléments ou isotopes.


Posté par
PerArGal
re : Radioactivité : uranium 08-04-13 à 15:40

@J-P

Merci, je "bookmark" le lien.



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