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La masse du neutron : 1,00866 u 1u = 931,5 MeV c-2 l'énergie de liaison par nucléon du noyau 60 28 Ni : 8,64MeV/nucléon Exercice 4 : Les eaux naturelles

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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

Classe de TS Partie B-Chap 5

Physique Correction exercices

Correction des exercices chapitre 5

Exercice n° 14 p 128 :

a. L"énergie de liaison de l"uranium 235 est l"énergie qu"il faut fournir à ce noyau au repos pour le

dissocier en ses nucléons constitutifs au repos (cette énergie est positive). b. El( )235

92U = (92×mP + 143×mN - m( )235

92U)×c²

= (92×1.67264*10 -27 + 143×1.67496*10-27 - 234.9942×1.66054*10-27)×(3.00*108)² = 2.87*10 -10 J

Pour la convertir en eV :

El = MeV3

1910108.1106.1

10*87.2=--

Pour l"énergie de liaison par nucléon, on divise la valeur de El trouvée précédemment par le nombre de

nucléons du noyau d"uranium : nucléonMeVA

El/7.7235

10*8.13

d. Equation de la réaction de fission de l"uranium 235 : nBrLaUn1 085
35148
47235
921

03++®+ e.

Energie libérée par la réaction :

ΔE = - ΔEl = )()()()()()()()()(BrABrABrELaALaALaEUAUAUElll´-´-´ = 7.7×235 - 8.50×148 - 8.50×85 = - 1.7*10 2 MeV

Exercice n°16 p 129 :

Perte de masse :

On sait que

ΔE = Δm×c² d"où Δm = kgcE29

81961027.4)²1000.3(106.11024

²--=´=D

Perte de masse par seconde du soleil :

On connaît la formule donnant la puissance en fonction d"un travail et de la durée de ce travail : P =

t W D

On se rappelle aussi que le travail est une des formes de transfert d"énergie. On peut donc écrire, pour le

soleil : P = t E

DD. Pour une seconde : P = ΔE

D"où pour la perte de masse :

Δm/sec = kgcP9

826103.4)²1000.3(10*9.3

²== par seconde.

Masse perdue par le soleil depuis qu"il rayonne :

m perdue = Δm×âge du soleil = 4.3*109 × 4.6*109*365*24*3600 = 6.2*1026 kg Pour connaître le pourcentage de la masse actuelle, on fait un produit en croix :

Masse actuelle : 1.9*10

30 ® 100

6.2*10

26 ® %

=´302610*9.1

10010*2.60.033 de sa masse actuelle.

Classe de TS Partie B-Chap 5

Physique Correction exercices

Exercice n° 23 p 130 :

Pour répondre à cette question, il faut écrire l"équation de fission du noyau de plutonium, et appliquer la

loi de conservation du nombre de masse A :

CsYnPu141

5598
391
0241

94+®++ x n1

Il faut que 98+141+x×1 = 241 + 1 donc x = 3

3 neutrons sont produits par fission du plutonium 241

Energie libérée par cette fission :

ΔE = - ΔEl = )()()()()()()()()(CsACsACsEYAYAYEPuAPuAPuElll´-´-´ = 7546*10

3×241 - 8499103×98 - 8294103×141

= - 1.838×10

8 eV = -183.8 MeV

c. Equation et énergie libérée par la désintégration du plutonium 241 : eAmPu0 1241
95241
94
ΔE = Δm×c² = (m-e+ m(Am) - m(Pu))×c² = (5.49*10 -4 + 241.0567 - 241.0582)×931.5 = - 0.886 MeV d. Acticité de l"échantillon non désintégré : Il faut calculer tout d"abord le nombre de noyaux :

On a m = 1kg donc n =

molM m15.4 241

1000==

Puis on a n =

ANN d"où N = n×NA = 4.15×6.02*1023 = 2.50*1024 noyaux

On calcul alors l"activité : A =

λ×N = BqNt1524

Temps au bout duquel A = A

0/1000 :

Considérons que l"activité de départ, A

0 est celle calculée ci-dessus. Pour que celle-ci soit divisée part

1000 il faut que l"on ait A

0/A = 1000.

Or on sait que A = A

0×e-λt Ût = -

0 ln1

AAl= -

02/1 ln2lnAA t= -1000 1ln 2ln

2.13= 132 ans

Au bout de 132 ans, l"activité du kilogramme de plutonium sera divisée par 1000.

Exercice hors livre :

a. 4 eHeH0 14 21

12+® : réaction de fusion

b. eHPbPo4 2206
82210

84+® : désintégration α

c. eSiP0 130
1430

15+® : désintégration β+

d. neLaMonU1 00 1139
5795
421
0235

9227+++®+- : réaction de fission

e. eTcMo0 199
4399
42
-+® : désintégration β-quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

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