Bac physique guyanne

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BAC MAROC 2005
Corrigé de l’exercice 1 : « L'hydrogène un combustible d'avenir »

Première partie : la fusion nucléaire contrôlée

1- Éléments et noyaux :
1. A représente le nombre demasse (nombre de nucléons). Z est le numéro atomique, il correspond au nombre de proton.
2. Les isotopes d'un même élément chimique diffèrent par le nombre de neutrons que contient leur noyau.(ils possèdent des nombres de nucléons différents ).
3. A=2 et Z=1, le noyau de deutérium contient un proton et un neutron.
4. Le tritium (A=3, Z=1) formé de un proton et deux neutrons.(Remarque : l’hydrogène est aussi un isotope du deutérium, il contient 1 proton)

2- Réactions nucléaires :
Lors d’une transformation nucléaire, il y a conservation du nombre de nucléon, etconservation de la charge électrique. Les deux réactions de fusion sont :
[pic]

3- Conditions :
3.1. D'après la loi de coulomb, des corps portant des charges électriques de même signe serepoussent.
3.2. Les noyaux de deutérium et de tritium contiennent des protons. Ils sont porteurs de charges électriques de signe positif.

4- Courbe d’Aston :
4.1. L’énergie de liaison Elest l’énergie qu’il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons isolés et au repos.
4.2. Par définition [pic]= (m. c², où (m représente le défaut de masse du noyau.
[pic]= [(Z.mP +(A–Z).mn) – mX] .c² où mP = masse d'un proton,
mn = masse d'un neutron,
et mX = masse du noyau
Pour le tritium [pic]:
[pic]=[(mP + 2mn)– m[pic]] .c²
méthode 1: On utilise les masses en u, que l'on convertit en kg. On obtient [pic] en J, puis on convertit en MeV. [pic]= [(1,007 28 + 2( 1,008 66) – 3,015 50]( 1,660 54( 10–27 ( (3,00(108)²
[pic]= 9,1(10–3 ( 1,660 54 ( 10–27 ( (3,00(108)²
[pic]= 1,36(10–12 J
soit en divisant par 1,60 ( 10–13, [pic]= 8,50 MeV

méthode 2: On...
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