L'énergie nucléaire : le plan

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1 L'énergie nucléaire Dans le manuel de physique chapitre _____, essentiel ___, exercices p ______

2 L'énergie nucléaire : le plan
Equivalence masse énergie Défaut de masse, Casser des noyaux, former des noyaux : Fission, fusion : Bilan d'énergie d'une réaction Application : Utilisation de l'énergie nucléaire Beaucoup d'exercices p 127 à131

3 Equivalence masse énergie
Formule d'Albert de Ulm E=mc² enfin!! Interprétation rapide Δm=ΔE/c² Energie et stabilité une idée générale Une nouvelle gamme d'unités l'eV : 1eV= 1, J unité d'énergie reine de la science sub micro L'unité de masse atomique : u= 1/12 de la masse de l'atome de carbone12(Limite pgme)

4 Equivalence masse énergie : exercices d'application
L'unité de masse atomique : u= 1/12 de la masse de l'atome de carbone12(Limite pgme) Calculer u =______kg Calculer l'énergie de masse correspondant à une unité de masse atomique u en J (joule) en eV (électron volt)

5 Défaut de masse Des mesures précises de masse réalisées avec le spectromètre de masse, beaucoup de CS Constatation : La masse de l'ensemble est inférieure à la somme des masses des particules isolées Défaut de masse : définition Toujours positif Δm>0

6 Bilan d'énergie d’une réaction nucléaire
La notion de bilan : Masse après moins Masse avant Pour une réaction spontanée Masse après moins Masse avant <0 une réaction spontanée se fait vers une plus grande stabilité donc avec perte de masse

7 Les exercices Le défaut de masse Δm : valeur absolue de la différence masse des nucléons-masse du noyau (les noyaux légers ont un défaut de masse différent des noyaux lourds) Mais le signe est oublié. Remarque énergie de masse du proton

8 Quelques ordres de grandeurs
1u = 1, kg L'énergie de masse correspondante est E=1, kg . (3.108)² en J L'énergie de masse correspondante est E=(1, kg . (3.108)² )/1, en eV E=9.108 eV ≈1GeV (à retenir) Fission de l'235U 200 Mev Une mole d'eV=105 J

9 Calculs types Conversion de masse de u vers kg et retour
Calcul de l'énergie de liaison Conversion d'énergie de J en eV, et retour Utilisation de la valeur énergétique de l'u MeV

10 Exercices du manuel

11 Bilan énergétique d'une réaction nucléaire

12 ΔEc= -Δm.c² Bilan de réaction
L'énergie est libérée sous forme d'énergie cinétique des particules filles ou de rayonnement gamma, (pas dans les exercices) L'énergie totale Em+Ec des particules est conservée donc ΔEm+ΔEc =0 Une augmentation de Ec correspond à une diminution de Em donc à une perte de masse Ec (sans gamma) est égale à l'opposé de l'énergie correspondant à la perte de masse ΔEc= -Δm.c²

13 ΔEc= -Δm.c² Bilan de réaction
Bilan de réaction exercices type 10 p 128 Il y a perte de masse au cours d'une réaction nucléaire spontanée. Le bilan d'une réaction provoquée est dressé comme pour une réaction spontanée ΔEc= -Δm.c²

14 Type de réaction Fission : on casse un noyau trop gros on descend vers les A petits la réaction se fait parfois sous l'effet d'un choc avec un neutron Fusion on crée un noyau plus lourd à partir de noyaux légers, un choc très violent, très énergétique, est nécessaire. La vitesse doit être grande (bombe thermonucléaire ou coeur des étoiles)

15 Utilisations de l'énergie produite par les transformations nucléaires
En controlant une série de réactions en chaîne, on chauffe de l'eau avec l'énergie cinétique des particules filles Le grand art est de contrôler. La bombe est au contraire une réaction non controlée On ne sait pas tenir la fusion : ITER projet mondial, Qui mettra au point la casserole?