1. La représentation d`un noyau de Polonium 210 est . La masse de
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1. La représentation d`un noyau de Polonium 210 est . La masse de
210 1. La représentation d’un noyau de Polonium 210 est 210 84 Po . La masse de ce noyau est : m( 84 Po )=210,0482u a. Ecrire la réaction de destruction du noyau qui conduit à l’obtention de ses nucléons séparés au repos. 210 84 11p 126 01n 84 Po b. Calculer en u la variation de masse Δm qui accompagne cette formation. m 84m11 p 126m 01 n m 210 84 Po Δm=1,654774 u c. Calculer en MeV l’énergie qui correspondrait à une perte de masse de 1u. 1 u correspond à une énergie 1,66043.10 27 2,9979.108 soit 2 1,492310 J 1,4923.10 10 9,3141.10 2 MeV soit 931,41 MeV 13 1,6022.10 d. En déduire la variation d’énergie en MeV nécessaire à la destruction de ce noyau. Justifier le terme « nécessaire ». ΔE=1,654774931,41=1,5413.103MeV Cette énergie est positive ; le système doit gagner cette énergie. Il s’agit donc de l’énergie de liaison E l du noyau. e. Calculer l’énergie de liaison par nucléon du noyau 210 84 Po . El A El/A= 7,3395MeV/A El / A Equilibrer des réactions nucléaires Compléter les réactions suivantes (préciser X le cas échéant). Préciser s’il s’agit d’une réaction nucléaire spontanée ou provoquée : 1 93 1 1 90 1 36 Kr 140 36 Kr 142 235 235 92U 0 n 56 Ba ...3.. 0 n 92U 0 n .56 Ba ..4. 0 n 94 1 U 01n 140 54 Xe 38 Sr 2 0 n 239 94 4 U 234 90Th .2 14 7 14 6 235 92 238 92 239 92 238 92 U Np 239 93 U 01n 0 1 239 92 U e 102 1 Pu 01n 135 52Te 42 Mo .3. 0 n N 01n 146C 11p C 147 N 10e Energie mise en jeu au cours de réactions : 4 1. Le plutonium 240 se désintègre selon l’équation : 239 236 94 Pu 92U 2 He a. S’agit-il d’une réaction provoquée ou spontanée ? Préciser son nom. Il s’agit d’une réaction spontanée. C’est une désintégration α. b. Calculer la variation de masse Δm en kg qui accompagne cette réaction. 4 239 m m 235 92U m 2 He m 94 Pu A.N. Δm=-5,10000.10-31kg c. En déduire l’énergie mise en jeu lors de cette réaction (en Joule). S’agit-il d’une réaction qui libère ou consomme de l’énergie ? ΔE=Δm.c2 A.N. ΔE=-4,5836.10-14J d. Exprimer cette énergie en MeV. 4,5836.10 14 E 2,8608.10 1 MeV 13 1,6022.10 2. L’uranium 235 fissile se transforme sous l’effet de la collision d’un neutron lent selon la réaction : 235 1 90 1 36 Kr 142 92U 0 n .56 Ba 3 0 n a. Calculer en u la variation de masse Δm qui accompagne cette transformation. 90 1 235 m m 36 Kr m142 56 Ba 2m 0 n m 92U A.N. Δm=-1,290515u b. En déduire en MeV l’énergie E mise en jeu par cette transformation. Justifier qu’il s’agit d’une énergie libérée par le système. ΔE=-1,290515931,41=-1,20200.103 MeV On considère 1kg d’uranium 235. c. Calculer en kilogramme la masse d’un noyau d’uranium 235. 27 m 235 3,90274.10 25 kg 92U 235,043915 1,66043.10 d. Combien de noyaux d’uranium contient cet échantillon. Combien de réactions nucléaires cet échantillon peut-il générer ? m 1 N 235 2,56230.10 24 noyaux. 25 m 92U 3,90274.10 Cet échantillon génère le même nombre de réactions. e. En déduire en MeV l’énergie E1kg libérée par la fission de 1kg d’uranium. E1kg E N A.N. E1kg=-3,07989.1027MeV f. Convertir cette énergie en Joules. E1kg 3,07989.10 27 1,6022.10 13 4,93460.1014 J L’énergie libérée est d’environ 4,9.108 MJ g. Un réacteur nucléaire possède une puissance de 100MW. Quelle est la durée nécessaire pour consommer 1 kg d’uranium dans ce réacteur. E1kg 4,9.10 8 4,9.10 6 s t A.N. t 100 P Cette durée correspond à environ 57 jours