Olivier DAVID

Enseignement

Physique Chimie > Seconde Générale et Technologique

Feuille d'exercices n°14

Transformation nucléaire

Enoncé de l'exercice n° 14-1 : (Extrait : n°17 page 167 livre 2nde Belin Education)

L'élément chimique azote N possède 16 isotopes dont seuls deux, l'azote 14 et l'azote 15, sont stables dnas la nature.

Question 1 : A l'aide de la classification périodique, écrire ces deux isotopes avec le symbole \(\displaystyle ^A_ZX\).

Question 2 : Calculer les nombres de neutrons dans chacun des deux isotopes.

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Enoncé de l'exercice n° 14-2 : (Extrait : n°21 page 167 livre 2nde Belin Education)

On considère la liste de réactions nucélaires suivantes :

a) \(\displaystyle ^2_1H+^3_1H\longrightarrow ^4_2He+^1_0n\)

b) \(\displaystyle ^{213}_{84}Po\longrightarrow ^{209}_{82}Pb+^4_2He\)

c) \(\displaystyle ^{235}_{92}U+^1_0n\longrightarrow ^{139}_{54}Xe+^{94}_{38}Sr+3^1_0n\)

d) \(\displaystyle ^{60}_{27}Co\longrightarrow ^{60}_{28}Ni+^0_{-1}e\)

Question : Parmi les transformations nucléaires suivantes, identifier la réaction de fusion et de la réaction de fission.

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Enoncé de l'exercice n° 14-3 : (Extrait : n°30 page 169 livre 2nde Belin Education)

Le carbone 14 est un isotope de \(\displaystyle ^{12}_6C\). Il est produit dans la haute atmosphère où des neutrons \(\displaystyle ^1_0n\) bombardent des noyaux d'azotes \(\displaystyle ^{14}_7N\). Un proton est également formé.

Question 1 : Donner la formule du noyau de l'isotope 14 du carbone.

Question 2 : Ecrire l'équation de la transformation nucléaire permettant d'obtenir le carbone 14.

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Enoncé de l'exercice n° 14-4 : (Extrait : n°31 page 169 livre 2nde Belin Education)

Parmi les nombreuses réactions de fission se produisant dans un réacteur d'une centrale nucléaire, on envisage la réaction suivant : \(\displaystyle ^{235}_{92}U+^1_0n\longrightarrow ^{140}_{55}Cs+^{93}_xPb+y^1_0n\).

L'énergie libérée lors de la fission d'un noyau d'uranium 235 est \(\displaystyle E=2,8\times10^{-11}\) J.

On rappelle la masse d'un nucléon : \(\displaystyle m_n=1,67\times10^{-27}\) kg.

Question 1 : Déterminer \(\displaystyle x\) et \(\displaystyle y\) dans l'équation de la réaction.

Question 2 : Calculer la masse d'un noyau d'uranium 235.

Question 3 : Montrer que l'énergie libérée par la fission d'1 g d'uranium 235 selon l'équation de la réaction donnée, est égale à \(\displaystyle 7,1\times10^{10}\) J.

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Enoncé de l'exercice n° 14-5 : (Extrait : n°34 page 169 livre 2nde Belin Education)

L'élément chimique iode possède un isotope radioactif : \(\displaystyle ^{131}_{53}I\). Il se désintègre en émettant un électron. Lors d'incidents nucléaires, il peut être rejeté dans l'atmosphère. Les pouvoirs publics distribuent alors des pastilles d'iode contenant de l'iode 127 non radioactif. Le but est de saturer en iode non radioactif la thyroïde, glande située à la base du cou et dont le rôle est de synthétiser des hormones à base d'iode.

Question 1 : Déterminer l'équation de la désintégration de l'iode 131.

Question 2 : Pourquoi l'iode 131 représente plus de danger que l'iode 127 pour la thyroïde ?

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