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«briques» les atomes Dans l'uranium naturel on en trouve de deux sortes Comprendre l'énergie nucléaire

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FICHE DÉCOUVERTE LYCÉE 1 L’énergie nucléaire provient de la désintégration du noyau des atomes C’est pour cette raison qu’on l’appelle aussi énergie atomique

Chapitre 5 : Noyaux masse et énergie - Physagreg

4) Energie de liaison par nucléon et courbe d’Aston : a Energie de liaison par nucléon (2): Elle est égale à l’énergie de liaison du noyau divisée par le nombre de nucléons présents dans ce noyau : El/A On l’exprimera généralement en MeV/nucléon

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Qu'est-ce que le fascicule de physique nu-cléaire ?

L’objectif de ce fascicule est de fournir les notions de bases relatives au noyau atomique et auxapplications de l’énergie nucléaire, qui sont au programme de l’agrégation externe de physique-chimie. En effet, rares sont les universités qui dispensent un cours académique de physique nu-cléaire.

Quelle est la durée de vie d'un réacteur après la catastrophe de Tchernobyl ?

Six ans après la catastrophe de Tchernobyl, en Ukraine, le but était de concevoir des réacteurs plus sûrs. Ce réacteur, d’une durée de vie de 60 ans, contre 40 ans pour la précédente génération, devrait produire 22% de plus d'électricité qu'un réacteur traditionnel, à partir de la même quantité de combustible.

Comment a été découvert le noyau atomique ?

Le noyau atomique a été découvert lors des expériences de Geiger et Mardsen au sein del’équipe de Rutherford, qui en donna l’interprétation correcte en 1911 : des particules alphasprovenant d’une source radioactive collimatée sont diffusées sur une feuille d’or.

Quel est le temps de vie d’un noyau radioactif ?

Par ailleurs la limite inférieure expé-rimentale sur le temps de vie du208Pb, élément considéré comme stable, est 1021ans etcertains modèles théoriques le prédisent instable avec un temps de vie de 10130ans. Lacondition nécessaire pour qu’un noyau soit radioactif est une chaleur de réaction positive.

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ENERGIE NUCLEAIRE :

REACTIONS SPONTANEES, FISSION ET FUSION

I. LE NOYAU ATOMIQUE

1. Composition du noyau :

1.1 Les nucléons :

nucléons qui sont de deux sortes : les protons et les neutrons : - le proton est une particule de masse mp sensiblement égale à la masse mn du neutron : - le neutron ne porte pas de charge électrique tandis que le proton porte une charge électrique égale à la charge élémentaire e = 1,6.10-19 C.

1.2 Nombre de charge et nombre de masse :

Le nombre de charge et nombre de masse sont défit à partir des nombres de protons et de nucléons contenus dans le noyau : - le nombre de charge Z, est le nombre de protons contenus dans son noyau. - le nombre de masse noté A, est le nombre de nucléons contenus dans son noyau.

1.3 Remarques :

- Le couple (A, Z) fixe la composition du noyau ; il signifie que le noyau comporte A nucléons dont Z protons et (A-Z) neutrons. - Les propriétés nucléaiA et non de Z.

2. Notions fondamentales :

2.1 Elément chimique :

2.1.1 Définition :

2.1.2 Exemples :

- Z=1 forme l hydrogène, de symbole H. - Z=6carbone, de symbole C. - Z=92uranium, de symbole U.

2.2 Nucléide :

2.2.1 Définition :

le des atomes dont les noyaux ont la même valeur de Z et même valeur de A. Un nucléide se représente par ۯ܈܆ chimique correspondant au nombre de charge Z.

2.2.2 Exemples :

On connait actuellement 1 525 nucléides dont 325 nucléides stables : - le nucléide ܥ - le nucléide ܪ

- autres nucléides : ଼ܱଵ଺ ; ܣ݈ଵଷଶ଻ ; ܼ݊ଷ଴଺଻ ; ܷ

P2 2

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2.3 élément chimique :

2.3.1 Définition :

On même valeur de Z, mais des valeurs

différentes de A.

2.3.2 Exemples :

- hydrogène possède trois isotopes que sont le proton ࡴ૚૚ (98,985%), le deutérium۶૚૛ et le tritium ۶ - carbone 12 ࡯૟૚૛ (99,89%), le carbone 13 ࡯૟૚૜ (1,11%), le carbone 14 ࡯૟૚૛ (10-12%).

2.4 Exercices :

2.4.1 Exercice 1 :

Enoncé 1 :

symbole Sn possède 120 nucléons. La charge de son noyau est 8.10- 18C. a) Quel est son numéro atomique Z ? b) Quels sont le nombre de neutrons et le ? c) En déduire la représentation symbolique de son noyau.

Solution 1 :

a) Numéro atomique Z : ܼ b) A = 120 et Z = 50 donc A c) : Sn120 50

2.4.2 Exercice 2 :

Enoncé 2 :

a) On considère la représentation symbolique S33 16 a.1) ? a.2) Cette représentation est-elle ? a.3) Que représente le couple de valeurs (33 ; 16) ? b) On donne les sept représentations suivantes : Si30 14 Si32 14 Ca40 20 Si30 19 S32 16 Cl37 17 Al27 13 b.1) Expliquer ce que signifie isotope. b.2) Parmi les sept représentations, indiquer celle(s) qui est (sont) isotope(s) de S33 16 b.3) opes entre elles.

Solution 2 :

a) Soit la représentation S33 16 a.1) est le soufre. a.2) La représentation est noyau. a.3) Le couple de valeurs (33 ; 16) est tel que : A = 33 et Z = 16 b) b.1) Isotope : même Z et A différent. b.2) Parmi les sept représentations seul S32 16 est isotope de S33 16 b.3) Si30 14 et Si32 14 sont isotopes.

2.4.3 Exercice 3 :

Enoncé 3 :

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oxygène naturel contient trois isotopes : O16 8 O17 8 O18 8 b) Quelle est la particularité de ces isotopes ? c) Pourquoi peut-nt ?

Solution 3 :

a) Cours. b) Ces isotopes appartiennent au même élément. c) protons.

3. Masse et énergie :

3.1 :

Le kilogramme est inadapté aux masses nucléaires. Ainsi, on utilise une unité plus pratique : unité de masse atomique.

3.1.1 Définition :

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Qu'est-ce que le fascicule de physique nu-cléaire ?

Quelle est la durée de vie d'un réacteur après la catastrophe de Tchernobyl ?

Comment a été découvert le noyau atomique ?

Quel est le temps de vie d’un noyau radioactif ?

ENERGIE NUCLEAIRE :

REACTIONS SPONTANEES, FISSION ET FUSION

I. LE NOYAU ATOMIQUE

1. Composition du noyau :

1.1 Les nucléons :

1.2 Nombre de charge et nombre de masse :

1.3 Remarques :

2. Notions fondamentales :

2.1 Elément chimique :

2.1.1 Définition :

2.1.2 Exemples :

2.2 Nucléide :

2.2.1 Définition :

2.2.2 Exemples :

2.3 élément chimique :

2.3.1 Définition :

On même valeur de Z, mais des valeurs

2.3.2 Exemples :

2.4 Exercices :

2.4.1 Exercice 1 :

Enoncé 1 :

Solution 1 :

2.4.2 Exercice 2 :

Enoncé 2 :

Solution 2 :

2.4.3 Exercice 3 :

Enoncé 3 :

Solution 3 :

3. Masse et énergie :

3.1 :

3.1.1 Définition :