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Fiche Exercices ▻ Exercice n°1 2) Déterminer l'énergie libérée par 1 g d' uranium 235 pour le noyau de 8 5B : énergie de liaison par nucléon = 3,76 MeV ;

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6 Exprimer l'énergie E libérée par cette fission d'un noyau en fonction des énergies de liaison par nucléon du noyau père et des noyaux fils puis calculer sa valeur

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Comparer la stabilité du noyau d'uranium 235 à celle du noyau du fer 56 dont l' énergie de liaison par nucléon est de 8,79 MeV Exercice n°2 Equation de

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Fiche Exercices

On considère la réaction nucléaire suivante d'équation : 136
C + 42
168
O + 10 n 1)

De quel type de réaction s'agit-il ?

2) Déterminer l'énergie libérée par la réaction.

Donnée

s : : E l (C) = 7,6 MeV / nucléon ; E l (O) = 8,0 meV / nucléon ; E l (He) = 7,1MeV / nucléon.

L'uranium est constitué de deux isotopes

23592
U et 23892
U. 1) 2)

Déterminer l'énergie libérée par

1 g d'uranium

23592
U sachant que la réaction produit en moyenne 160 MeV.

Donnée :

N A = 6,02 × 10 23
mol -1 On considère la réaction nucléaire d'équation : A1Z1 X 1 A2Z2 X 2 A3Z3 X 3 A4Z4 X 4 1 (X 1 ) + E 1 (X 2 1 (X 3 ) + E 1 (X 4

Exprimer en fonction de m(X

1 ), m(X 2 ), m(X 3 ) et m(X 4 La transformation de 1 g d'hydrogène en hélium 4 selon la réaction : 4 ( 11 42

He + 2 (

01 e) s'accompagne de la libération de 4,1 × 10 32
eV. 1)

Exprimer l'énergie libérée en joules

(J) puis en kilowattheures (kWh). 2) Calculer l'énergie libérée par la réaction : résultats en MeV.

Données :

1 W = 1 J.s

-1 ; N A = 6,02 × 10 23
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Fiche Exercices

23592
U + 10 14054
Xe + 9538

Sr + 2 (

10 n).

Déterminer l'énergie de réaction et en déduire le caractère (exothermique, endothermique ou athermique) de cette réaction.

Données :

Masse de

23592

U = 2,

995 u995 u5 u ; masse de

14054

Xe = 9,

8920 u8920 u20 u ;

Masse de

9538

Sr = 93,8945 u ; masse de

10 n = 1,0087 u ;

1 u correspond à 931,5 MeV.

23592
U + 10 14857
La + 8535

Br + 3 (

10 n). 1) Déterminer l'énergie de réaction pour 1 mole 2) Comparer cette énergie à l'énergie de combustion du carbone (-390 kJ.mol -1

Données :

E l 23592

U) =1 785,89 MeV ; E

l 14857

La) = 1 210,21 MeV ; E

l 8535

Br) = 733,81 MeV.

On considère trois noyaux de bore :

85
B, 105
B et 115
B présentant les caractéristiques suivantes : - pour le noyau de 85
B : énergie de liaison par nucléon = 3,76 MeV ; - pour le noyau de 105

B : masse du noyau = 9,326 MeV / c

2 - pour le noyau de 115

B : défaut de masse = 75,06 MeV / c

2 Classer ces trois noyaux par ordre de stabilité croissant.

Données :

m P = 938,26 MeV / c 2 ; m N = 939,55 MeV / c 2 On considère les réactions nucléaires d'équations : (1) : 126
C + 11 11 H + A1Z1 X 1 (2) : A1Z1 X 1 A2Z2 X2 + 01 e (3) : A2Z2 X 2 11 A3Z3 X 3 (4) : A3Z3 X 3 11 A48 O (5) : A48 157
N + 01 e 1) A4. 2)

Données :

Z(C) = 6 ; Z(N) = 7 ; Z (O) = 8

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Fiche Exercices

Soit un noyau

X avec A >> 4 et Z >> 2.

On considère les réactions nucléaires d'équations : (1) : AZ

A-1Z-1

Y + 11 H (2) AZ

A-4Z-2

Y + 42
He 1) Montrer que la réaction (1) n'est possible que si E l (A, Z) << E l (A-1, Z-1) Montrer également que la réaction (2) n'est possible que si E l (A, Z) << E l (A-4, Z-2) + E l (4, 2) 2)

Un noyau de

23892
U peut-il émettre spontanément un proton ? une particule Į ?

Données :

E l 42

He) = 28,303 MeV ; E

l 23791

Pa) = 1 797,148 MeV ;

E l 23490

Th ) = 1 780,390 MeV ; E

l 23892

U) = 1 804,171 MeV.

1) Calculer la perte de masse du Soleil liée à la réaction nucléaire d'équation : 4 ( 11 42

He + 2 (

01 e) 2) Calculer la perte de masse du Soleil par unité de temps.

Données :

Soleil

= 2 ¥ 10 30
kg ; m(H) = 1,007284 u ; m(He) = 4,001502 u ; m(e) = 5,486 ¥ 10 -4 u ; puissance totale rayonnée par le Soleil : P = 3,7 ¥ 10 26
W ;

1 u correspond à 931,5 MeV ; N

A = 6,02 ¥ 10 23
mol -1 1)

La demie-vie du carbone

146

C est de 5 590 années. Un échantillon de bois trouvé dans une grotte préhistorique donne 212

désintégrations par minute. Un même échantillon contenant la même masse de carbone et préparé à partir d'un jeune bois donne

1 350 désintégrations par minute.

Quel est l'âge du bois ancien ?

Dans les êtres vivants, le rapport

r = nombre d'atomes de carbone 14 / nombre d'atomes de carbone 12 est égal à 10 -12 . Après leur mort, ce rapport décroît et atteint pour un cas d'étude la valeur

0,25 × 10

-12 Combien de temps s'est écoulé depuis la mort de l'être vivant ? 3)

La demi-vie du potassium

4019

K vaut 1,5 × 10

9 années.

Calculer sa constante radioactive.

Pour déterminer l'âge des cailloux lunaires rapportés par les astronautes, on mesure les quantités relatives de potassium

4019
K et de son produit par décomposition, l'argon 4018
Ar.

Un échantillon de

1 g de cailloux lunaires contient 8,2 × 10

-3 cm 3 d'argon et 1,66 g de potassium.

Déterminer l'âge des cailloux.

Données :

V M = 22,4 L.mol -1 ; N A = 6,02 ×10 23
mol -1quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

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Fiche Exercices

De quel type de réaction s'agit-il ?

Donnée

L'uranium est constitué de deux isotopes

Déterminer l'énergie libérée par

1 g d'uranium

Donnée :

Exprimer en fonction de m(X

He + 2 (

Exprimer l'énergie libérée en joules

Données :

1 W = 1 J.s

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Fiche Exercices

Sr + 2 (

Données :

Masse de

U = 2,

995 u995 u5 u ; masse de

Xe = 9,

8920 u8920 u20 u ;

Masse de

Sr = 93,8945 u ; masse de

1 u correspond à 931,5 MeV.

Br + 3 (

Données :

U) =1 785,89 MeV ; E

La) = 1 210,21 MeV ; E

Br) = 733,81 MeV.

On considère trois noyaux de bore :

B : masse du noyau = 9,326 MeV / c

B : défaut de masse = 75,06 MeV / c

Données :

Données :

Z(C) = 6 ; Z(N) = 7 ; Z (O) = 8

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Fiche Exercices

Soit un noyau

X avec A >> 4 et Z >> 2.

A-1Z-1

A-4Z-2

Un noyau de

Données :

He) = 28,303 MeV ; E

Pa) = 1 797,148 MeV ;

Th ) = 1 780,390 MeV ; E

U) = 1 804,171 MeV.

He + 2 (

Données :

Soleil

1 u correspond à 931,5 MeV ; N

La demie-vie du carbone

1 350 désintégrations par minute.

Quel est l'âge du bois ancien ?

Dans les êtres vivants, le rapport

0,25 × 10

La demi-vie du potassium

K vaut 1,5 × 10

Calculer sa constante radioactive.

Un échantillon de

1 g de cailloux lunaires contient 8,2 × 10

Déterminer l'âge des cailloux.

Données :