Energie nucléaire

646 mots 3 pages
I. Bilan énergétique des réactions nucléaires
1. Énergie libérée par une désintégration radioactive
On considère la réaction nucléaire spontanée d'équation noyau père \longrightarrow particule expulsée + noyau fils + rayonnement \gamma.
Cette réaction nucléaire libère de l'énergie qui apparaît
* sous forme d'énergie cinétique de la particule expulsée
* sous forme d'énergie rayonnante du photon \gamma.

2. Perte de masse ou variation de masse
Au cours de la réaction nucléaire, la perte de masse ou variation de masse est \Delta m = masse finale - masse initiale.
\Delta m = m(particule expulsée) + m(noyau fils) - m(noyau père) < 0

3. Énergie de masse
En 1905, Einstein a postulé : " Une particule de masse m, au repos, possède l'énergie E_{0} = m.c^{2} ". c est la célérité de la lumière dans le vide ; c = 3,00.10^{8} m.s-1.

4. Énergie libérée par la désintégration radioactive
E_{\text{libérée}} = -\Delta_{m}.c^2 > 0.

Unités S.I : \Delta m est en kg ; c est en m.s-1 ; E_{\text{libérée}} est en J (joules).

II. Grandeurs du noyau
1. Unités de masse et d'énergie
* L'unité de masse atomique notée u est le douzième de la masse d'un atome de carbone 12.

1 u = 1,66.10-27 kg.

* Masse des particules élémentaires :
- proton : mp = 1,0073 u = 1,673.10-27 kg
- neutron : mn = 1,0087 u = 1,675.10-27 kg
- électron : me = 0,00055 u = 9,1.10-31 kg.

* Unités usuelles :
- d'énergie : l'électronvolt : 1 eV = 1,6.10-19 J
- de masse : l'énergie de masse de l'unité de masse atomique est 1 u.c2 = 931,5 MeV.

2. Énergie de liaison d'un noyau
* Définition :

L'énergie de liaison d'un noyau est l'énergie libérée lors de la formation de ce noyaux au repos à partir de nucléons initialement séparés au repos.

* L'équation de la formation d'un noyau peut s'écrire :
Z protons au repos + (A-Z) neutrons au repos \longrightarrow noyau { }^{\text{A}}_{\text{Z}}\text{X} au repos.

* L'énergie de liaison du noyau = - perte de masse × c2 soit El = - [

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