réactions et forces

[Vincent]

Bonsoir

Je viens solliciter votre aide svp, j'ai des problèmes de compréhension concernant un chapitre. Svp éclairez moi.
Je vous remercie infiniment.

1. J'ai regardé une vidéo de "c'est pas sorcier" et ils ont dit que l'électricité correspond à un échange électromagnétique entre les électrons et les protons, or des protons et des électrons s'échangent des photons, peut-on dire que l'électricité correspond à des photons ?

2. "Les noyaux instables contiennent trop de nucléons ou renferment trop d'énergie" Quelle est la nuance soulignée dans cette phrase entre le "trop de nucléons" et le "trop d'énergie" ? Quelle est la différence entre les nucléons et l'énergie ?

3. Pourquoi la fission nucléaire est provoquée par un neutron et pas un proton ?

4. Quel est le lien entre les différents types de désintégration et les réactions nucléaires (fission et fusion) ?

5. E=mc² s'applique à tout objet ayant une masse ou seulement à aux réactions nucléaires ?

6. On m'a toujours dit que la masse se conserve, pourtant la formule d'Einstein nous montre l'inverse, comment ça s'explique ?


Merci d'avance
Merci beaucoup
Bonne fin de soirée

[SoS(38)]

Bonsoir Vincent,

Plus précisément, l'électricité dans un matériau solide correspond à un déplacement d'électrons libres faiblement liés à leurs noyaux qui peuvent passer d'un atome à un autre et assurer la conduction de l'électricité.

Des noyaux instables peuvent contenir soit trop de protons , soit trop de neutrons. Les protons et neutrons sont des particules, l'energie est une grandeur exprimée en Joule. Du fait de leurs surplus de protons, ces noyaux sont instables car dans un état d'energie trop élevé

L'énergie a fournir est plus faible pour obtenir un bombardement par neutrons que par protons donc on privilégie le bombardement par neutron pour initier une fission.

Il y a 3 types de désintégrations de noyau (alpha, béta - , béta +) . Un noyau père donne un noyau fils avec formation d'une particule. La désintégration a lieu naturellement.
Une fission est une réaction nucléaire produite par réaction entre un noyau et un neutron.
Une fusion est une réaction nucléaire entre deux noyaux légers pour en former un plus lourd.

A priori E=mc² est toujours applicable mais adaptée aux réactions nucléaires. On écrira plutôt delta(E) = delta(m) c²
Lors d'une réaction nucléaire, il y a des pertes de masses (delta(m))qui correspondent à la création d'énergie (delta(E)).
Les réactions nucléaires sont des réactions de physique où la masse ne se conserve pas. Les réactions de chimie sont des réactions où la masse se conserve.

En espérant vous avoir éclairé.

[Vincent]

merci pour ces réponses
j'aimerais avoir votre aide encore svp


"Les noyaux instables contiennent trop de nucléons ou renferment trop d'énergie"
Qu'est-ce que c'est l'énergie d'un noyau ??? je sais que l'énergie d'un atome correspond à l'énergie des électrons mais nous avons jamais évoqué l'énergie d'un noyau en cours ??? A quoi est du l'énergie d'un noyau ?


Excusez moi, je ne comprends toujours pas le lien entre les différents types de désintégration et les réactions nucléaires provoquées (fission et fusion)??
Est-ce qu'une réaction nucléaire provoquée émet la radioactivité alpha ou beta (- ou +) ??
Car par exemple la radioactivité alpha se caractérise par l'émission d'un noyau d'hélium.


Concernant le bilan d'énergie, quelle est la différence entre l'énergie libéré et l'énergie perdue ?? Il y a deux formules différentes ??



Merci d'avance

[SoS(2)]

Bonjour Vincent,

Peut-être n'avez-vous pas encore étudié le noyau : dans celui-ci il faut une grande énergie pour maintenir la cohésion des nucléons (n'oubliez pas que les protons, tous chargés positivement, se repoussent et, sans une autre forme d'énergie, provoqueraient l'explosion des noyaux !)

Une réaction provoquée n'est pas de la radioactivité qui, elle, est spontanée. En pratique, les noyaux obtenus dans une réaction provoquée sont la plupart du temps radioactifs, c'est pourquoi la gestion des déchets des centrales nucléaires est si importante.

Lorsque le noyau perd de l'énergie en devenant autre (réaction provoquée ou spontanée), cette énergie est libérée ! Parler d'énergie libérée ou perdue revient donc au même !

N'hésitez pas à revenir !

[Vincent]

Pour ce qui est du noyau nous avons étudié la force forte mais nous avons pas fait le lien avec l'énergie du noyau, pouvez vous m'éclairer svp ?


Donc une réaction nucléaire provoquée est souvent suivie d'une réaction nucléaire spontanée ???


C'est bizarre car je me souviens que mon professeur différencie énergie perdue et énergie libérée ... peut-être que j'ai mal compris

[SoS(2)]

Très bien. Cette force forte ou "interaction forte" est celle à laquelle je faisais allusion. Elle tient son nom du fait qu'elles est "plus forte" que l'interaction électrique pour empêcher les protons de se repousser.

Comme je vous le disais, les déchets des centrales nucléaires sont radioactifs ; de même, les zones bombardées par des bombes atomiques sont très polluées car parsemées de substances radioactives.

S'il y a contradiction apparente à propos des termes perdue et libérée, cela vient d'un manque de précision de votre demande : il faut voir un mot dans son contexte pour pouvoir en cerner précisément la signification (ça n'est pas de la physique mais du français !)

[Vincent]

Oui mais une force se mesure en Newton alors que l'énergie se mesure en Joules, je ne comprends toujours pas pourquoi on parle d'énergie de noyau ??


Je crois avoir mal compris mon professeur, il parlait sans doute de l'énergie perdue des réactifs aux produits et l'énergie libérée est provoquée par cette transformation ce qui revient à la même énergie.

[SoS(2)]

Vous avez tout à fait raison. Mais à cette force correspond une forme d'énergie (qui se mesure donc en joules)
C'est comme pour la pesanteur : le poids est une force (en newtons) mais il lui correspond une énergie de pesanteur (en joules)

Pour le second point, je pense que vous avez compris !

[Vincent]

Et quelle est cette forme d'énergie qui lui correspond ? Comment passer des Newton au joules ?

[SoS(2)]

Cette énergie se calcule (sans passer par l'étude d'une force) à partir de la relation d'Einstein E=delta(m).c^2
En effet, l'effet mesurable de cette énergie d'interaction est le fait que la masse du noyau est inférieure à la somme des masses de ses nucléons : la différence (le défaut de masse delta(m)) correspond ainsi à l'énergie E.

[Vincent]

Merci de du temps et de l'aide que vous m'accordez

J'ai enfin compris mais je n'arrive toujours pas à répondre à ma question de départ

"Les noyaux instables contiennent trop de nucléons ou renferment trop d'énergie" Quelle est la nuance soulignée dans cette phrase entre le "trop de nucléons" et le "trop d'énergie" ?

Car je pensais que si on perd de l'énergie on perd automatiquement des particules (nucléons) et inversement ?

[SoS(2)]

Si les noyaux ont trop de nucléons (sous-entendu pour l'énergie d'interaction dont ils disposent), ces nucléons ne pourront pas se maintenir longtemps ensemble ! Inversement, si cette énergie devait être trop grande, là encore une modification de ces nucléons finirait par avoir lieu pour "résorber" ce trop-plein d'énergie.

[Vincent]

Donc une perte d'énergie est forcément une perte de nucléon ?






Si j'ai bien compris, seul les réactions nucléaires spontanées émettent de la radioactivité ?

[SoS(2)]

Ou une modification de nucléon : un proton devient neutron ou l'inverse ! (désintégration béta par exemple) Mais là c'est une autre histoire avec une autre forme d'énergie correspondant à l'interaction faible.

[Vincent]

Je crois avoir compris

"Les noyaux instables contiennent trop de nucléons ou renferment trop d'énergie"

Lorsqu'on parle de perte de nucléons il s'agit de la radioactivité alpha
et
Lorsqu'on parle de perte d'énergie il s'agit de la radioactivité beta
??