Nucléaire Série D'exercices + Notes
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Exercice n°1
Les parties A,B et C sont indépendantes
PARTIE A
On donne :
• mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u, m(Rn) = 221,970 u, m(Ra) = 225,977 u et m(X) = 4,0015
u
• 1u = 931,5 MeV.C-2, C = 3.108m.s-1, h = 6,62.10-34J.s-1 et 1MeV = 106eV = 1,6.10-13J.
L’air contient du Radon 222 en quantité plus ou moins. Ce gaz radioactif naturel est issu des
roches contenant de l’Uranium et du Radium.
1) Calculer, en MeV et en J, l’énergie de liaison El du noyau de Radium ( 88226 Ra ) .
2) L’énergie de liaison du Radon ( 222
86 Rn ) est El' = 1715 MeV.
Comparer les stabilités des noyaux ( 226
88 Ra ) et ( 222
86 Rn ) .
3) Le Radon se forme par désintégration du Radium selon l’équation : 88226 Ra → 86222 Rn + ZA X
a) Déterminer A et Z en précisant les lois utilisées.
b) Identifier la particule émise X.
4- a) Montrer que la désintégration d’un noyau de Radium libère une énergie E .
b) Calculer E .
5) Le noyau de Radon se trouve dans un état excité et émet un photon de longueur d’onde .
En admettant que l’énergie libérée est répartie entre la particule X (sous forme d’énergie
cinétique) et le rayonnement , calculer sachant que EcX = 4,9 MeV .
PARTIE B
( 92 U ) est l’un des isotopes de l’uranium.
235
Dans une centrale nucléaire, à neutrons lents, le combustible est de l’uranium enrichi.
Lors de la fission d’un noyau d’uranium 235, un grand nombre de réactions sont possibles.
Parmi celles-ci, il y en a une qui donne les noyaux de Zirconium ( 40A Zr ) et de Tellure ( 134
Z Te )
On donne
• Masse des noyaux :
m(U) = 235,043915 u ; m(Kr) = 89,919720 u ; m(Ba) = 141,916350 u
• Masse du neutron mn = 1,008665 u
• 1 u = 1,66054.10 - 27 kg = 931,5 MeV.c-2
• Extrait du tableau de classification périodique des éléments :
Exercice n°4:
Le carbone 14 se forme lorsque les neutrons cosmiques bombardent les noyaux d'azote de la
haute atmosphère suivant l’équation (1).
Le carbone 14 se désintègre ensuite suivant l’équation (2) avec une période T = 5 500 ans.
1. a) La transformation représentée par l’équation (1) est-elle spontanée ou provoquée ?
Justifier.