Chapitre P5

Menu Chapitre P5 - §1 : A propos du défaut de masse puis de l’énergie libérée 1 Chapitre P5 - §2 : A propos de l’énergie libérée et de la stabilité des noyaux 2

Chapitre P5 §1

Sur l’autre plateau, ils sont assemblés au sein d’une particule alpha. Jean_Marc Faday (CNRS/Images-Média) Sur l’autre plateau, ils sont assemblés au sein d’une particule alpha. Imagine la suite de l’image... Une particule alpha est ..................... que les deux protons et les deux neutrons qui la constituent. plus légère

Un début de réponse avec... Pourquoi ? Où est la masse manquante ? Quelles conséquences à attendre de ce résultat ? Un début de réponse avec...

énergie libérée = (perte de masse) x c² Alfred EINSTEIN proposa ce qui suit : la célèbre relation d’équivalence « masse – énergie » énergie libérée = (perte de masse) x c² E = m . c² D D Cette perte de masse est à l’origine de l’énergie libérée ... ... par une combustion ou une explosion (chimie) ... par la désintégration d’un noyau (radioactivité)

La relation entre perte de masse et énergie de liaison est générale : - Dans le cas des phénomènes chimiques, les pertes de masse passent inaperçues. Exemple : La combustion de 12 g de carbone libère 185 000 J ce qui correspond à une perte de masse de l’ordre 10–11. - Dans le cas des atomes, la perte de masse est faible mais elle est mesurable : On observe une correction de masse de 10-9. Ainsi, mH est inférieur à (mp + me) au 1/1 000 000 ème près. - Dans le cas des noyaux, la différence est bien plus importante ! La correction de masse est de l’ordre de 10-3 ce qui donne une énergie libérée très élevée. Ainsi, 80 milliards de joules sont libérés par gramme d’uranium qui fissionne.

Chapitre P5 §2

D’après la relation d’Einstein, la perte de masse (à peu près de 1 %) équivaut à une perte d’énergie qui peut dépasser les 8 millions d’électronvolts ! m E (nucléons séparés) (noyau d’hélium) E1 E2 Energie libérée = Energie de liaison C’est l’énergie qu’il faut dépenser en moyenne pour arracher un nucléon au noyau : l’énergie de liaison.

Energie libérée = Energie de liaison : Perte de masse : Dm = [ Z . mp + (A-Z) . mn ] - mX Energie libérée = Energie de liaison : DE = El = [ Z.mp + (A-Z).mn ]. c² - mX . c²

Question : Quel est le noyau le plus stable ? Soit deux noyaux à comparer : L’uranium 238 et le fer 56 Question : Quel est le noyau le plus stable ? Uranium 238 : El = 1 802 MeV Fer 56 : El = 492 MeV Indice...

On doit au physicien anglais Francis ASTON d’avoir le premier mesuré la masse des noyaux. En divisant cette masse par le nombre de nucléons, on en déduit la masse d’un nucléon à l’intérieur d’un noyau. 1 eV = 1,60 10-19 J 1 MeV = 1,60 10-13 J F. W. ASTON (1877 – 1945) 56 Fe 26 La courbe d’Aston permit de constater que le fait d’appartenir au noyau faisait perdre aux nucléons un peu moins de 1 % de leur masse.