Noyaux, masse et énergie

Exercice 1 : Défaut de masse et énergie de liaison

On considère l'isotope de l'hydrogène, Le Tritium : $_{1}^{3}He$ .

1. Calculer le défaut de masse $\Delta m$ de cet isotope.

2. En déduire l'énergie de liaison $E_{l}$ du noyau.

3. Trouver son énergie de liaison par rapport à un nucléon.

Exercice 2 : Energie de fission nucléaire d'Uranium

On considère l'équation de fission nucléaire d'un noyau d'Uranium 235 : $$ _{92}^{235}U + _{0}^{1}n \longrightarrow _{55}^{140}Cs + _{37}^{93}Rb + _{0}^{1}n $$

1. Calculer le défaut de masse $\Delta$ qui accompagne cette transformation.

2. Un noyau d'Uranium 235 libère une énergie de valeur 174,46 MeV. montrer cette valeur.

3. Calculer l'énergie libérée par gramme d'Uranium 235.

Données : $1u=1,66054.10^{-27}kg$ et $1u=931,5MeV/c^{2}$

Exercice 3 : Energie de liaison et stabilité

En bombardant de l'aluminium 27 avec des particules alpha $\alpha$,On peut synthétiser du phosphore 30 suivant l'équation nucléaire :

$$ _{13}^{27}Al + \alpha \longrightarrow _{15}^{30}P + y. _{b}^{a}p $$

1. Qu'appelle-t-on particule alpha $\alpha$?

Le phosphore 30 se désintègre par émission bêta en silicium 30, un isotope stable. $$ _{15}^{30}P + \longrightarrow _{14}^{30}Si + y. _{b'}^{a'}X $$

2. Écrire les lois de conservation qui régissent les réactions et préciser la nature des particules produites X et p.

3. Exprimer et Calculer, en Kg, le défaut de masse $\Delta m $ d'un noyau phosphore.

4. Exprimer puis calculer l'énergie de liaison de ce noyau en joule puis en MeV. En déduire l'énergie de liaison par nucléon.

5. Comparer cette valeur à celle de l'énergie de liaison par nucléon du phosphore 31. Conclure.

Données : $1u=1,66054.10^{-27}kg \quad$, $1eV = 1,602 18.10^{-19} J$

m( proton) = 1,00728 u ; m( neutron) = 1,00866 u ; m (électron) = $5,5.10^{-4} u$

Masses des noyaux de différents atomes :

Extrait de la classification périodique des éléments .