Centrales nucléaires + E=mc2

[mutante]

Bonjour à tous...

Les centrales nucléaires, est-ce qu'ils produisent leur énergies suivant la formule E=mc²? Si j'ai bien compris, ils produisent de l'énergie en envoyant des neutrons à de l'uranium, l'uranium qui dégage de l'énergie en se divisant à cause des neutrons...?

Est-ce bien cela?

Merci d'avance pour vos réponses...

[invité576543]

Bonjour,

Les centrales nucléaires, est-ce qu'ils produisent leur énergies suivant la formule E=mc²?

On ne produit jamais d'énergie "suivant la formule E=mc²". Cette formule indique juste une relation entre masse et énergie. Ce qu'on appelle "production" d'énergie n'est qu'une transformation d'une forme d'énergie en une autre. Si un système se transforme et irradie de l'énergie, sous forme de rayonnement ou de chaleur passée à un autre système, le système initial perd cette énergie. E=mc² dit alors que ce système est devenu plus léger. C'est vrai pour toute perte d'énergie, qu'elle soit d'orgine nucléaire ou simplement chimique (comme la combustion).

Si j'ai bien compris, ils produisent de l'énergie en envoyant des neutrons à de l'uranium, l'uranium qui dégage de l'énergie en se divisant à cause des neutrons...?

L'énergie "nucléaire" est une énergie qui vient, comme son nim l'indique, du noyau. Le noyau d'uranium, comme tout les noyau plus lourd que le fer, est "déséquilibré". Dans certaines conditions ses composants (protons et neutrons) peuvent trouver une disposition plus équilibrée, en se combinant en deux noyaux plus petits, et en irradiant de l'énergie (sous forme de radiation et de mouvement, les deux se retrouvant sous forme de chaleur) et des neutrons.

Mais le noyau ne se casse pas de lui-même. Un peu comme un parallélépipède posé sur une face de plus petite surface n'est pas à son meilleur équilibre, mais ne "tombe" pas de lui-même. L'absorption d'un neutron fournit le "choc" qui entraîne la "chute", la fission du noyau. Comme la fission d'un atome d'uranium produit des neutrons, cela déclenche d'autres fissions, ce qui entretient la réaction dans le réacteur...

Cordialement,

[Penangol]

Si tu veux un peu plus de détails ...
L'uranium 235 capte le neutron. Il est alors totalement instable, et "vibre", avant d'imploser. Il donne alors naissance à des noyaux fils, et à des neutrons libres, susceptibles de déclencher une réaction en chaine.

Mais ou intervient E=mc² ?
En fait, si tu fais la somme Noyau père + neutron d'une part, et la somme Nouyaux fils + neutrons libérés (on va négliger l'énergie cinétique pour faire simple), tu t'apperçois d'une chose : La masse après la réaction est plus importante qu'avant. La différence, Delta M (DM), est le défaut de masse.
L'énergie libérée lors de la fission d'un noyau est égale à DM*c² !

Penangol, qui espère pas dire trop de *paquerette* ^^

[mutante]

Merci de vos réponses

J'ai encore quelques questions...

Dans la formule E=mc², quelles sont les unités des variables? (Par exemple, E, est-ce en Joule? et m, est-ce en kg? et c, est-ce en m/s ou km/h?)

[mutante]

J'ai aussi une autre question...

Si au lieu de prendre de l'uranium, on prenait une autre atome qui lui, est plutôt stable (par exemple l'oxygène), et que on le bombardait de neutron, est-ce qu'il se diviserait?

Si oui, produirait-il de l'énergie ou absorberait-il l'énergie?

[j.g]

Cela ne marcherai pas car l'atome d'oxygène est trop stable
Je crois que l'on peut prendre que les isotopes d'élément transuraniens et l'uranium

Moi, je dirai que pour les unités on utillise:
Pour m on prend "g"
pour c on prend "m/s"

[Coincoin]

Salut,
Pour les unités, il faut prendre des unité cohérentes entre elles. Dans le système international, l'unité d'énergie est le joule, l'unité de masse le kilogramme et l'unité de vitesse le mètre par seconde. Mais tu peux très bien prendre un autre système

[mutante]

Cela ne marcherais pas car l'atome d'oxygène est trop stable

C'est ça que j'avais pensé à première réflexion aussi, mais j'avais déjà entendu dire (je ne me rapelle plus qui me l'avais dit alors je ne sais pas si ma source est fiable ou non) que lorsqu'un élément stable est bombardé de façon très intense de neutron, il peut intégrer un neutron dans son noyau pour devenir un isotope... ...mais premièrement, je ne sais pas si ce qu'il ou qu'elle avait dit est vrai ou non, et deuxièmement, je ne sais pas si le noyau se diviserait ou non...

[Alpha Gamma]

J'ai fait un TPE là-dessus si tu veux d'autres renseignement (pas trop aprofondi non plus mais tout de même) préviens-moi !

Sinon pour ta dernière question je ne sais pas ...

[mutante]

J'ai fait un TPE là-dessus

Sur E=mc² ou sur les centrales nucléaires? (Car mes questions dépendent du sujet )

[Gilgamesh]

C'est ça que j'avais pensé à première réflexion aussi, mais j'avais déjà entendu dire (je ne me rapelle plus qui me l'avais dit alors je ne sais pas si ma source est fiable ou non) que lorsqu'un élément stable est bombardé de façon très intense de neutron, il peut intégrer un neutron dans son noyau pour devenir un isotope...

C'est ça.

Par exemple, les protons des rayons cosmiques engendrent une cascade de réactions dont certaines produisent des neutrons qui après ralentissement jusqu'à vitesse "ambiante" (thermalisation) réagissent avec l'azote 14 pour former du carbone 14

14N + n ----> 14C + p

Le bombardement n'est pas forcément "très intense" tout est question de section efficace, c'est à dire de probabilité de réaction quand un neutron passe près d'un noyau.

...mais premièrement, je ne sais pas si ce qu'il ou qu'elle avait dit est vrai ou non, et deuxièmement, je ne sais pas si le noyau se diviserait ou non...

Parfois l'isotope produit est stable (azote 15, carbone 13, oxygène 18 par exemple). Quand il ne l'est pas en général tu as une désintégration bêta moins. L'excès de neutron qui destabilise le noyau se traduit par l'évacuation d'un électron et d'un antineutrinos avec augmentation d'une unité du nombre de proton dans le noyau. Dans le cas inverse (excès de proton) tu as généralement un désintégrateur bêta plus (évacuation d'un positon ou, cas particulier, absorption d'un électron). Ils sont plus rares dans la mesure où l'absorption d'un proton est plus compliqué a cause de la nécessité de franchir la barrière coulombienne (le proton chargé (+) est puissament dévié en approchant du noyau multiplement chargé (+)).

La fission (en 2 noyau fils de masses comparables) c'est particulier car c'est une radiactivité "induite" et ça concerne plutôt les gros patapouf du côté de l'uranium. Nativement c'est parmis eux que tu trouveras les désintégrateurs alpha (explusion de 2p+2n, soit un noyau d'helium 4).

a+

[Penangol]

En fait, moi aussi j'avais fais un TPE sur le sujet (les cqs des radiations dues aux produits d'une fission nucléaire ^^)

Tu as différentes causes de fission d'un noyau.
Tu as le simple bombardement, qui rend le noyau soudainement instable, et cause son implosion.
Après, tu as des desintégrations moins violente, si on peut parler comme ça.
La désintégration Alpha touche les noyaux les plus lourds. Il s'agit de l'émission d'une particule Alpha (2 protons 2 neutrons, comme le noyau d'Helium 2)
La désintégration Béta existe sous deux versions : la plus et la moins.
Béta moins => un neutron se désintègre en proton + electron + antineutrino
Béta plus => un proton se désintègre en neutron + positon + neutrino
C'est en général la désintégration Béta moins que l'on observe après le bombardement par des neutrons d'un noyau.
La répartition de ces désintégration est donnée par la courbe de Segré, que tu dois pouvoir trouver sur Google.

Pour ce qui est de la fission des autre noyaux ...
En fait, l'énergie dégagé dépend de la différence entre les rapports Energie de liaison / nb de nucléons des noyaux fils et du noyau père.
Le fer 56 possède le rapport le plus élevé.
le diagramme El / N en fonction de Z s'appelle courbe d'Aston. Elle est aussi trouvable sur Google.
Pour faire simple, à droite de fer 56, c'est la fission qui peut rapporter de l'énergie. Plus ou moins, selon que les noyaux sont fissiles ou non. A gauche de fer 56 (éléments plus légers), tu obtiens de l'énergie par fusion nucléaire.
Je pense que tu faire fusionner des noyaux lourds, ou fissionner des noyaux légers. Mais ça va te demande beaucoup d'énergie, sans en rendre, et donner des trucs instables ...

[Penangol]

Diagramme de Segré
et
courbe d'Aston

et lors de la désintégration Alpha ou Béta, le noyau ne se divise pas comme lors d'une fission par absorbtion de neutron.

[Alpha Gamma]

Penangol a bien résumé ce qu'est la fission nucléaire ... Mon TPE portait sur la bombe nucleaire (en partant de la radioactivité et de la fission pour arriver à la bombe A et de le fusion pour la bombe thermonucléaire...)

(2 protons 2 neutrons, comme le noyau d'Helium 2)

Attention par contre c'est de l'Helium 4 (2 protons + 2 neutrons = 4 )

Par contre le numéro atomique est 2 ...

[Luigi the killer]

Bonjour à tous. j'ai lu votre discution et je suis heureux de constater que vous êtes tous assez bon dans le sujet. Je suis tres interessé par les bombes (surtout nucléaires) et je compte en faire mon métier. Pour en venir au fait, j'ai un travail a faire en physique sur la bombe atomique (théme choisi). J'ai déjà rendu mon travail pour une précorrection (il m'avait l'air nickel) mais mon prof ma dit que c'était pas assez physique.
==>D'où vient l'énergie?
==>Explique en profondeur!
Mon prof c 1 fou (il est trop fort).
Je serais heureux que vous m'aidiez et je remarquer que ALPHA GAMMA avait déjà fait un travail la dessus(pourrait-tu peut être m'aider?)
Mon travail est a rendre dans 2 semaines. HELP! ! !
Merci d'avance.