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Sous-marin nucléaire
Bonjour,
J'ai un exercice dont l'énoncé est le suivant:
"Le vigilant est un sous-marin nucléaire lanceur d'engins (SNLE) de la Marine nationale française. Mis sur cale en janvier 1996, le Vigilant est lancé en mer le 19 septembre 2003 et mis en service le 26 novembre 2004. Il est basé à l'Ile longue comme les autres SNLE français. Le combustible utilisé dans les réacteurs est un mélange d'Uranium 238 enrichi avec de l'Uranium 235.
1) Donner la composition du noyau d'uranium 235 de symbole 235U .
2) Donner alors la composition du noyau d'uranium 238 et en déduire son symbole.
3) Comment qualifie-t-on ces deux noyaux l'un par rapport à l'autre ?
Une des réactions de fission se déroulant dans les réacteurs est la suivante :
1neutron+235U
91Kr+142Ba+3neutrons
4) Quelles sont les grandeurs qui se conservent au cours des transformations nucléaires ?
Montrer que c'est bien le cas dans l'équation ci-dessus.
5) Calculer la variation de masse Δm accompagnant cette transformation en kg.
6) Rappeler l'expression liant cette variation de masse et la variation d'énergie associée à cette réaction de fission.
7) Montrer que l'énergie dégagée vaut alors 2,77x10^-11 J
8) Exprimer ensuite cette énergie en MeV.
L'énergie électrique libérée par le réacteur est de 1,50.108 Joules par seconde, ce qui correspond à une énergie dégagée par la fission nucléaire de 3,75.10^8 J par seconde, le rendement du système réacteur convertisseur n'étant que de 40 %.
9) Montrer alors que la masse d'Uranium 235 subissant la fission par seconde est de 5,28x10^-6 kg.
10) Déduire la masse d'Uranium 235 nécessaire pour une mission en mer de 70 jours."
J'ai répondu comme ça:
1)235-92=143 Le noyau d'uranium 235 comprend 92 protons et 143 neutrons.
2)238-92=146 Le noyau d'uranium 238 comprend 92 protons et 146 neutrons.
3)Ce sont deux isotopes: Ils comprennent le même nombre de protons mais des nombres de neutrons différents.
4)Lors d'une réaction nucléaire, il y a conservation du nombre de masse et du nombre de charge.
1+235=91+142+3 et 92=36+56
5)
m=mproduit-mréactifs
=(1,5261.10^-25+2,3394.10^-25+3*1,6749.10^-27)-(1,6749.10^-27+3,9021.10^-25)=-3,1.10^-28 kg
6)E=m.c²
7)E=-3,1.10^-28*(2,99.10^8)²=-2,77.10^-11J
Elibérée= =2,77.10^-11J
8)Elibérée(eV)=2,77.10^-11/1,602.10^-19=1,73.10^8 eV=173 MeV
Ces réponses sont bonnes? Ensuite pour les 9) et 10) Je ne sais pas comment faire, Pouvez-vous me proposer des pistes? Merci!
bonjour,
vous avez la réponse à Q7 , donc c'est bon .
Q8, c'est bon .
Q9 : vous connaissez l'énergie dégagée en J pour un noyau 5U de masse ... .
Donc, quelle masse pour avoir 3.75 10^8 J ?
Bonjour,
J'ai trouvé: 3,75.108/2,77.10-11=1,35.1019
Donc 3,9021.10-25*1,35.1019=5,28.10-6kg
L'uranium 235 subissant la fission par seconde a bien une masse de 5,28.10-6kg
24*60*60*5,28.10-6=32kg. La masse d'uranium nécessaire à une mission en mer de 70 jour est de 32kg.
Ces réponses sont justes? Merci!
Je ne vous suis pas ;
expliciter vos lignes de calcul
mettez les unités à chaque résultat .
je ne vois pas 70 ( jours ) dans le calcul .
J'ai retrouvé votre calcul , c'est correct , mais pas la dernière ligne ( la plus facile !).
70.24.3600. 5.28 10^-6 = 31.9 kg ! réponse juste avec calculs faux ???
Merci pour votre réponse, je m'étais simplement trompé pour le nombre de chiffre significatifs. Pour ce qu'y est de la 9), y a t il une meilleure rédaction possible?
Q9 : masse d'un atome 235U :
235/ 6.022 10^23 = 3.9 10^-22 g = 3.9 10^-25 kg
Cette masse produit 2.77 10^-11 J
Donc, pour obtenir 3.75 10^8 J/s , il va falloir consommer :
( 3.9 10^-25 / 2.77 10^-11 ) 3.75 10^8 = 5.28 10^-6 kg de 235U par seconde .
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