2005 : Fission nucléaire

 

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Masse des noyaux :

Uranium 235 : m(U) = 235,120 u

Xénon 140 : m(Xe) = 138,955 u

Strontium 94 : m(Sr) = 94,945 u

Masse du neutron : m_{n} = 1,008 u

1 u = 1,6605.10^{-27} kg

1 eV = 1,6.10^{-19} J

Element Iode Xénon Césium Baryum Lanthane
Symbole I Xe Cs Ba La
Numéro atomique 53 54 55 56 57


Célérité de la lumière dans le vide : c = 3,00.10^{8} m.s^{-1}.

Dans une centrale nucléaire, une des réactions possibles est représentée par l'équation :

_{92}^{235}U + _{0}^{1}n\longrightarrow _{54}^{x}Xe + _{y}^{94}Sr + 2_{0}^{1}{n}

5.1 : Définir une réaction de fission nucléaire.(0,5 point)

5.2 : Calculer les valeurs de x et de y en précisant les règles utilisées.(0,5 point)


5.3 : Calculer en MeV l'énergie libérée lors de la fission d'un noyau d'uranium _{92}^{235}U . (0,75 point)

5.4 : Sachant que 30% de l'énergie libérée par noyau sont transformés en énergie électrique, calculer en kg la consommation journalière d'uranium d'une centrale qui fournit 1,5.10^{8} MJ par jour. On suppose qu'au niveau du réacteur toutes les réactions nucléaires sont identiques à la réaction précédente. (0,75 point)

5.5 : Les produits de fission sont radioactifs et se transforment en d'autres produits, eux-mêmes radioactifs. Parmi ces déchets on trouve le césium 137 radioactif  \beta^{-}.

5.5.1 : Écrire l'équation de la désintégration d'un noyau de césium 137.(0,5 point)

5.5.2 : La demi-vie t_{1/2} du césium est égale à 30 ans. Calculer sa constante radioactive \lambda , et donner sa signification physique. (0,5 point)

 

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