Uranium235 et uranium 238

[Persona]

Bonjour
Serait il possible de me dire si mes resultats sont correct


Célérité de la lumière dans le vide : c = 3,00.108 m.s−1 ; 1 u = 1,66.10−27 kg ;
Le combustible d’un réacteur nucléaire est l’uranium enrichi qui contient environ 3 à 5% d’uranium 235, le reste étant de l’uranium
238.
Seul, l’uranium 235 peut donner lieu à des réactions de fission nucléaire (il est dit fissile).

1) Sachant que le numéro atomique de l’uranium est : Z = 92, décrire le noyau de l’uranium 235 et celui de l’uranium 238. (1 point)
L’uranium 238 : 92
Ici je n'ai pas trouvé la reponse

2)238U , qui n’est pas fissile, se transforme par absorption d’un neutron, en uranium 239 qui donne du plutonium
239 après deux désintégrations radioactives β−.
\(^{238}_{92}U \rightarrow \ ^{239}_{93}NP + \ ^{ 0}_{-1}e^\)

\(^{239}_{93}NP \rightarrow \ ^{239}_{94}PU + \ ^{ 0}_{-1}e^\)
Écrire les équations de ces deux désintégrations et identifier, à l’aide du tableau périodique placé en annexe en fin de devoir, le
noyau obtenu finalement à l’issue de chaque désintégration β−. (1 point)


3)Il existe une multitude de réactions de fission possibles pour l’uranium 235, dont celle-ci : 92


\(^{235}_{92}U +^{ 1}_{0}n^ \rightarrow \ ^{?}_{?}X +^{139}_{54}Xe+ 3^{1}_{0}n^\)
\(^{235}_{92}U +^{ 1}_{0}n^ \rightarrow \ ^{94}_{38}Sr +^{139}_{54}Xe+ 3^{1}_{0}n^\)

En utilisant les lois de conservation, déterminer le numéro atomique et le nombre de masse du noyau noté X. En vous aidant du
tableau périodique, identifier l’élément chimique correspondant. (1 point)


4)Le défaut de masse, lors de la réaction de fission étudiée à la question 3, vaut : Δm = 0,193 u.
Calculer, en joule, l’énergie dégagée par une telle réaction. (1 point)

Δm(0.193*1.66*10^-27=3.20*10^-28u

3.20*10^-28*(3.00*10^8)²=2.88*10^-11J
L’énergie dégagé est de 2.88*10^-11J

5)L’énergie calculée à la question 4 a été obtenue à partir d’un seul noyau d’uranium 235, c’est-à-dire à partir d’une masse
d’environ 3,9.10-25 kg d’uranium. Nous supposerons que toutes les fissions dégagent une énergie égale à celle que nous avons
calculée à la question précédente.
Calculer la masse d’uranium 235 utilisé en une année de fonctionnement, si le réacteur fournit une puissance utilisable de 1000
MW avec un rendement de 1/3. (1 point)

Comme elle utilise 100mw cest à dire 1000*10^6J/s
1000*10^6*365*3600=1.31*10^15J

Soit E=mc²
m=E/c²
1.31*10^15/(3.00*10^8)²=0.0146 soit 1.46*10^-2kg

Donc 1.46*10^-2*3.9*10^-25=5.7*10-27kg
Il nous faudra 5.7*10-27kg d'uranium pour une année

Merci d'Avance pour votre aide

[SoS(8)]

Bonjour Persona,
Pour la 1ère question, dans un noyau il y a 2 sortes de nucléons : protons et neutron. Le symbole général est \(_Z^AX\)ou Z représente le nombre de protons (numéro atomique) et A le nombre de nucléons ou nombre de masse. A vous de trouver le nombre de protons et neutrons pour chacun des isotopes de l'uranium;
Questions 2) 3) et 4) : bien
La Question 5) est fausse: L'énergie produite par la centrale est bien \(1,3.10^{15}J\)mais il y a un facteur de rendement de 1/3 dont il faut tenir compte !
D'autre part, vous connaissez la masse d'un noyau d'U 235 et son énergie produite. Il n'y a qu'à faire une proportionnalité, je vous donne le résultat : vous devriez trouver une masse de 52,4 kg d'uranium 235 pour toute une année ! (au lieu de plusieurs millions de tonnes de pétrole pour avoir la même énergie au final...)

[Persona]

Bonjour

Comme elle utilise 100mw cest à dire 1000*10^6J/s
1000*10^6*365*3600=1.31*10^15J

E=2.88*10^-11J

1.31*10^15/2.88*10^-11=4548.61

4548.61*3.90*10^-25=1.16*10^-22

Je ne trouve guère votre résultat pouvez vous encore m'aider
Merci d'avance Pour votre aide

[SoS(8)]

OK allons y : 1 atome d'uranium 235 a une masse de \(m_a=3,9.10^{-25}kg\) et dégage une énergie (liaison) : \(E_l=2,9.10^{-11}J\). Le rendement de la centrale en énergie étant de 1/3, pour récupérer cette énergie, il ne faudra pas oublier de multiplier l'énergie de production par 3 ! Quelle est donc la valeur de cette énergie (très grande) à produire ?
Quand vous l'aurez trouvée, il ne vous restera plus qu'à effectuer une proportionalité entre masse et énergie pour calculer la masse d'uranium nécessaire...

[Persona]

Bonjour,
Voici mes resultats;

La centrale utilise 1000mw cest à dire 1000*10^6J/s
(1.0*10^9)*(365)*(3600)=1.31*10^15J

E=2.9*10^-11J

(1.31*10^15)/(2.9*10^-11)=4.51*10^25J


(4.51*10^25)*(3.90*10^-25)=17.58kg
17.6*3=52.8kg
La centrale utilisera donc 52.8kg d'uranium par ans pour une puissance de 1000Mw avec un rendement de 1/3

Est ce correct Merci pour votre aide

[SoS(8)]

Oui, c'est très bien, résultat exact.