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  84m11 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
 1,492310 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=1,654774931,41=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   m142
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=-1,290515931,41=-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