Puiser de l’énergie dans les noyaux atomiques… 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.
I. Où les noyaux ont-ils été fabriqués ? VOIR le TP « VIE DES ETOILES »
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
III. La radioactivité 1) 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.
2) La radioactivité a Noyau d’hélium 84Po g Rn Po + He 86 84 2 86Rn 222 218 4 Rn Po + He 86 84 2
222 218 4 Rn Po + He 86 84 2 1 u = 1,66054.10-27 kg Elibérée = 5,6 MeV
3) La radioactivité b- 28Ni 27Co Électron g 60 60 0 Co Ni + e 27 28 -1
Elibérée = 2,8 MeV m(e) : 0,00055 u 1 u = 1,66054.10-27 kg 60 60 0 60 60 0 Co Ni + e 27 28 -1 Elibérée = 2,8 MeV
4) La radioactivité b+ Positon ou antiélectron 14Si g P Si + e 30 30 0 P Si + e 15 14 +1
Elibérée = 3,2 MeV m(e) : 0,00055 u 1 u = 1,66054.10-27 kg P Si + e 30 30 0 P Si + e 15 14 +1 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 4,47.10 9 ans 24, 1 jours 1,17 min 2,46.10 b - 230 7,54.10 4 a 4,2 Mev 4,8 Mev 4,7 Mev 226 Ra 1600 ans 214 Pb Bi Po 3,05 min 26,8 min 19,9 min 1,65.10 -4 s 6 Mev 7,69 Mev 218 222 Rn 3,82 jours 5,5 Mev 210 22,2 ans 5,01 jours 138 jours 5,3 Mev 206 stable 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 : 1 u = 1,66054.10-27 kg Elibérée = 172 MeV
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 ?