Pondichéry 2006 Exercice III. FUSION DEUTERIUM TRITIUM ( 4 points )

La fusion nucléaire, c'est le Diable et le Bon Dieu !
Le Bon Dieu dans les étoiles où elle fait naître tous les atomes, jusqu'à ceux de la vie. Mais le Diable sur Terre où elle fut utilisée à fabriquer des bombes qui pourraient tout anéantir, à commencer par la vie.
Mais alors que le diable de la destruction thermonucléaire semble rentrer dans sa boîte, la fusion nucléaire contrôlée dans les réacteurs civils ouvre des perspectives de développement économique durable à très long terme. Paul-Henri Rebut, L'énergie des étoiles - la fusion nucléaire contrôlée Editions Odile Jacob 1999 (dos de couverture).

Notations utilisées: ▪ Particules ou noyaux [pic] : [pic] , [pic] , [pic] , [pic] , [pic] , [pic]. ▪ Masse de la particule ou du noyau [pic]: m([pic]). ▪ Energie de liaison du noyau [pic] : EL([pic]).

1. Isotopie

1.a - Qu'appelle-t-on isotopes ?

1.b - Dans la littérature scientifique, on mentionne souvent :

▪ le deutérium D dont le noyau contient 1 proton et 1 neutron ; ▪ le tritium T dont le noyau contient 1 proton et 2 neutrons. Comment doit-on noter (dans la notation [pic]) les noyaux D et T ? A quel élément chimique appartiennent-ils ?

2 Radioactivité

2.a - Qu'est-ce qu'un noyau radioactif ?

2.b - Le tritium T est radioactif (–. Ecrire l'équation de la désintégration de T (en utilisant la notation [pic]).

2.c - Le tritium T a une demie-vie t1/2= 12 ans. Que signifie cette affirmation ?

3 Fusion de noyaux

3.a. - Qu'appelle-t-on réaction nucléaire de fusion ?

3.b - En utilisant la notation [pic], écrire l'équation nucléaire de la fusion DT, c'est-à-dire de la fusion entre un noyau de deutérium et un noyau de tritium, au cours de laquelle se forme un noyau d'hélium [pic]. Exprimer l'énergie (E qui peut être libérée par cette réaction en fonction des