Le réacteur nucléaire (énoncé)
Il s'agit d'une réaction de fission
dans laquelle un noyau lourd d'uranium se casse sous l'impact d'un neutron.
Cette réaction donne d'autres neutrons
et des noyaux plus légers et plus stables (leur énergie de liaison par nucléon
est plus importante). Cette réaction dégage de l'énergie, car il y a une perte
de masse.
Q2
Au cours d'une réaction nucléaire
il y a conservation du nombre de charges électriques et conservation du nombre
de nucléons A .
Par conséquent à partir de
l'équation de fission :
On peut écrire :
Conservation du nombre de nucléons
: 235+1 = A + 138 + 3x1 donc A = 95
Conservation du nombre de charge:
92 = Z + 52 donc Z = 40
Il s'agit de l'élément zirconium
dont le nucléide possède la structure suivante:
L'équation de désintégration de
l'uranium est donc :
Q3
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Energie libérée, en fonction des
énergies de liaison des nucléides
Elibérée = El(Zr)+El(Te)
- El(U)
Energie libérée en fonction des
énergies de masse des nucléides et des neutrons
Elibérée
= [ (m(U) + m(n) ) - (m (Zr)+ m (Te)+ 3.m(n) ) ].c2
Q4
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Elibérée = 2,825 x 10-11J = 176,3 MeV
Q5
L'énergie produite par la réaction
est transformée :
a) en énergie de rayonnement,
puisqu'il y a production d'un rayon gamma g (particule sans charge et sans masse mais
possédant une énergie )
b) en énergie cinétique communiquée
aux noyaux et protons.
Q6
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Masse d'uranium utilisée : m = 684 g
Q7
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Durée au bout de laquelle on perd
1% de la masse dans le réacteur :
t = 1,01 x 107 ans.