Chapitre 2 • Noyau atomique, radioactivité, masse atomique et énergie nucléaire
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Calcul :
soit :
∆E = 7,1 MeV/nucléon
Ce qu’il faut retenir de l’exercice 2.10
z Le calcul de l’énergie de cohésion d’un noyau.
2.11*** Énergie libérée par la fission de l’uranium 235
a)
La réaction absorbe un neutron, mais en libère deux. Il s’agit d’une réaction en chaîne ramifiée
qui conduit à une explosion.
S’il existe un dispositif susceptible d’absorber un des deux neutrons libérés, la réaction est en
chaîne droite : un neutron absorbé, un neutron libéré, pas de neutron en excès et donc pas de
possibilité de ramifications. C’est en contrôlant ainsi la fission de l’uranium 235 qu’elle peut être
utilisée dans les centrales nucléaires.
b) Énergie libérée par la fission d’un atome d’uranium 235
La perte de masse est :
∆m = m(
)+m n – m(
)– m(
) – 2 m n
La masse m n du neutron est une constante fondamentale (cf. données précédant les énoncés) :
m n = 1,6749.10 –27 /1,66054.10 –27 = 1,0087 u
Donc :
∆m = 235,044 – 94,915 – 138,910 – 1,0087 = 0,2103 u
L’énergie dégagée est:
∆E = (∆m) c 0
2 (relation 2.6)
Dans cette relation, ∆m est en kg et ∆E en J.
∆E = 0,2103 × 1,66054.10 –27 × (2,998.10 8 ) 2 = 3,14.10 –11 J
soit : ∆E = 3,14.10
–11
/1,602.10
–19 = 1,96.10
8 eV
∆E = 196 MeV
Énergie dégagée par g de
fragmenté
La masse d’un atome d’uranium 235 est : (235,044 × 1,66054.10 –24 ) g
L’énergie dégagée par g de
fragmenté est :
soit : ∆E = 8,045.10 10 J/g de 235 U
∆E (eV/nucléon) =
0,0305 ×1,66054.10
−27
× (2,998.10
8 )
2
1,602.10
−19
× 4
92
235 U + 0
1 n → 39
95
Y + 53
139 U + 2 0
1 n
U
235
92
Y
95
39
I
139
92
U
235
92
U
235
92
∆E =
3,14.10
−11
235,044 ×1,66054.10
−24