séquence 7 puiser de lénergie dans les noyaux atomiques…
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Séquence 7
Puiser de l’énergie dans les noyaux
atomiques…
I. Où les noyaux ont-ils été fabriqués ?
Le big bang n’a fabriqué que de l’hydrogène et de l’hélium.
Les noyaux plus lourds ont été fabriqués dans les étoiles par des fusions successives.
Ces noyaux ont été rejeté dans l’espace (explosion de supernova). Ils sont devenus des atomes, se sont assemblés en molécules et ces molécules se sont retrouvés au cœur des processus chimiques qui permettent la vie.
VOIR le TP « VIE DES ETOILES »
I. Où les noyaux ont-ils été fabriqués ?
II. La stabilité des noyaux.
Les noyaux sont des assemblages de nucléons (protons et neutrons).
Cet assemblage est possible grâce à l’interaction forte qui maintient les nucléons « collés » en s’opposant à la répulsion électrique entre protons.
Tous les noyaux ne sont pas stables
Animation OSTRALO
a
b+ -b
astable
III. La radioactivité1) Qu’est-ce que la radioactivité ?
Propriété qu'ont certains noyaux d’émettre de manière naturelle et spontanée des particules et des rayonnements électromagnétiques.
Un noyau radioactif se « désintègre » en produisant un noyau fils. Le noyau fils formé appartient à un autre élément que le noyau père.
222 218 4 Rn Po + He 86 84 2
2) La radioactivité a
86Rn84Po
Noyau d’hélium
g
222 218 4 Rn Po + He 86 84 2
Elibérée = 5,6 MeV
1 u = 1,66054.10-27 kg
3) La radioactivité b-
28Ni 27Co
Électron
g
60 60 0 Co Ni + e 27 28 -1
60 60 0
Co Ni + e 27 28 -1
m(e) : 0,00055 u1 u = 1,66054.10-27 kg
Elibérée = 2,8 MeV
4) La radioactivité b+
15P 14Si
Positon ou antiélectron
g
30 30 0 P Si + e 15 14 +1
30 30 0 P Si + e 15 14 +1
m(e) : 0,00055 u1 u = 1,66054.10-27 kg
Elibérée = 3,2 MeV
5) La radioactivité g
Elle peut accompagner les radioactivités a ou b.
exemple : 60Co 60Ni* + e- émission -b
60Ni* 60Ni + g émission g
La particule g est un photon, identique à ceux de la lumière, mais beaucoup plus énergétique.
6) Famille radioactive de l’uranium 238.
Désintégration a
Désintégration b-
238 U
Th
234 Pa
234 U
4,47.10 9 ans
24, 1 jours
1,17 min
2,46.10 ans
b -
b- 230 Th
7,54.10 4
ans
a 4,2 Mev
a 4,8 Mev
a4,7 Mev
226 Ra 1600 ans
a 4,8 Mev
214Pb
214
Bi
214Po
3,05 min
26,8 min
19,9 min
1,65.10 -4 s
b-
b-
a
6 Mev a
7,69 Mev
218Po
222 Rn
3,82 jours a
5,5 Mev
210
Pb
210
Bi
210Po
22,2 ans
5,01 jours
138 jours
b-
b -
a
5,3 Mev
206Pb
stable
234
5
7) Comment se protéger de la radioactivité ?
7) Comment se protéger de la radioactivité ?
8) Utilisations de la radioactivité
8) Utilisations de la radioactivité
8) Utilisations de la radioactivité
8) Utilisations de la radioactivité
8) Utilisations de la radioactivité
IV. Comment puiser de l’énergie dans les
noyaux ?Puiser l’énergie des noyaux implique de transformer une partie de leur masse en
énergie…
1) La fission de l’uranium 235
Pourquoi la fission de l’uranium 235 libère-t-elle de l’énergie ?
Bilan énergétique sur un exemple :
Elibérée = 172 MeV
1 u = 1,66054.10-27 kg
2) La fission contrôlée
Schéma animé
3) La fission non contrôlée
Essai nucléaire mené par les États-Unis sur l'atoll de Bikini, dans les Îles Marshall le 25 juillet 1946.
4) La fusion contrôlée, bientôt sur Terre ?