Cohésion du noyau et énergie libérée dans une réaction nucléaire

[invite9b7db0da]

Bonsoir,

J'ai un exercice de physique à faire où il suffit de répondre par vrai ou faux. Je n'arrive pas à répondre à tous. Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider svp. Et je préfèrerais avoir au moins un minimum d'explications pour comprendre si c'est possible.

Alors voilà:

1) Sachant que l'énergie de liaison du noyau 129 vaut 1087 MeV et que celle du noyau de cobalt 60 vaut 526 MeV, on peut en conclure que le noyau de xénon 129 est plus stable que le noyau de cobalt 60.
FAUX

2) Dans une désintégration radioactive, si la différence entre l'énergie de masse du noyau père et la somme des énergies de masse du noyau fils et de la particule émise vaut 4,0 MeV, on peut en conclure que cette énergie de 4,0 MeV est emportée par un rayonnement gama.
?

3) Les réactions de fusion nucléaire sont à l'origine de l'énergie libérée par le Soleil.
Je dirais FAUX d'après le cours, mais je n'en suis pas certaine.

4) Dans la réaction nucléaire: , le noyau noté X est un noyau de béryllium 8.
FAUX

5) La réaction nucléaire: est une réaction de fission.
?

6) Il n'y a aucune énergie de liaison dans le noyau d'hydrogène 1: H.
Je dirais faux parce que je trouve une énergie mais elle est négative donc est-elle quand même considérée comme étant une énergie de liaison?

Merci d'avance.
-----

[KLOUG]

Bonsoir

Question n°1
Quand on prend un tableau de classification on constate que le Xénon 129 est stable mais pas le cobalt 60.
Alors comment s'en sortir ? Il faut calculer l'énergie de liaison par nucléon. Et c'est l'énergie la plus petite qui donnera le noyau le plus stable.

Question n°2
Si la différence entre l'énergie de masse du noyau père et la somme des énergies de masse du noyau fils et de la particule émise vaut 4,0 MeV on peut conclure que cette désintégration va donner un autre rayonnement que le gamma.
Le rayonnement gamma provient de l'énergie excédentaire du noyau APRES une désintégration.
A toi de conclure.

Question n°3
La fusion d'atome légers comme l'hydrogène ou l'hélium dégage de l'énergie. De quoi est constitué notre soleil ?
Le site Wikipédia offre souvent des réponses

Question n°4
La réaction Lithium 6 plus Hydrogène 2 (ou deutérium) donne deux fois le même noyau. Un noyau d'hélium (une particule alpha d'ailleurs)
Bien répondu à la 4

Question n°5
Tout comme la fusion, la fission libère de l'énergie.
Un noyau d'uranium 235 (on dit de lui que c'est un noyau fissile) se casse en deux, le plus souvent deux parties inégales et libère deux ou trois neutrons. Donc...

Question n°6
L'atome d'hydrogène est constitué par un proton et un électron.
Ne sachant pas comment tu as calculé l'énergie ou à partir de quelle donnée, j'ai peur que les physiciens théoriciens ai une autre réponse que la mienne.

Bonne continuation
KLOUG

[invite224cbccb]

Bonsoir

Question n°1
Quand on prend un tableau de classification on constate que le Xénon 129 est stable mais pas le cobalt 60.
Alors comment s'en sortir ? Il faut calculer l'énergie de liaison par nucléon. Et c'est l'énergie la plus petite qui donnera le noyau le plus stable.
Question n°2
Si la différence entre l'énergie de masse du noyau père et la somme des énergies de masse du noyau fils et de la particule émise vaut 4,0 MeV on peut conclure que cette désintégration va donner un autre rayonnement que le gamma.
Le rayonnement gamma provient de l'énergie excédentaire du noyau APRES une désintégration.
A toi de conclure.

Question n°3
La fusion d'atome légers comme l'hydrogène ou l'hélium dégage de l'énergie. De quoi est constitué notre soleil ?
Le site Wikipédia offre souvent des réponses

Question n°4
La réaction Lithium 6 plus Hydrogène 2 (ou deutérium) donne deux fois le même noyau. Un noyau d'hélium (une particule alpha d'ailleurs)
Bien répondu à la 4

Question n°5
Tout comme la fusion, la fission libère de l'énergie.
Un noyau d'uranium 235 (on dit de lui que c'est un noyau fissile) se casse en deux, le plus souvent deux parties inégales et libère deux ou trois neutrons. Donc...

Question n°6
L'atome d'hydrogène est constitué par un proton et un électron.
Ne sachant pas comment tu as calculé l'énergie ou à partir de quelle donnée, j'ai peur que les physiciens théoriciens ai une autre réponse que la mienne.

Bonne continuation
KLOUG

L'énergie la plus HAUTE par nucléon signifie que c'est le noyau le plus STABLE, car il faut alors plus d'énergie pour éparpiller le noyau en ses constituants.

[invite9b7db0da]

Merci pour la correction. Il ne me reste plus que la 6.
Mon calcule me donne cela:

1.6726 * 10^-29 - 1.66*10^.27 = 1.26 * 10^-29

Donc je trouve bien une énergie de liaison. Est-ce correcte?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite224cbccb]

Merci pour la correction. Il ne me reste plus que la 6.
Mon calcule me donne cela:

1.6726 * 10^-29 - 1.66*10^.27 = 1.26 * 10^-29

Donc je trouve bien une énergie de liaison. Est-ce correcte?

Qu'est-ce que ce calcul représente ? Moi ça fait un bout mais sachant que l'énergie de liaison est ce qui fait qu'un noyau reste ensemble, pense-y... de quoi est composé ton noyau de H1 ? La réponse est simple, sans calculs requis.

[Gwyddon]

L'énergie la plus HAUTE par nucléon signifie que c'est le noyau le plus STABLE, car il faut alors plus d'énergie pour éparpiller le noyau en ses constituants.

En valeur absolue, mais l'énergie de liaison étant une quantité négative, KLOUG avait raison

[gatsu]

En valeur absolue, mais l'énergie de liaison étant une quantité négative, KLOUG avait raison

Effectivement mais beaucoup de bouquins (en radiobiologie notamment mais même en physique nucléaire pure) préfèrent donner l'energie de dissociation par nucléon et du coup il faut faire gaffe sinon on se mélange vite les pinceaux.

[Gwyddon]

Effectivement mais beaucoup de bouquins (en radiobiologie notamment mais même en physique nucléaire pure) préfèrent donner l'energie de dissociation par nucléon et du coup il faut faire gaffe sinon on se mélange vite les pinceaux.

Vive la normalisation des notations et des definitions

Merci pour l'info gatsu

[invité576543]

il faut faire gaffe sinon on se mélange vite les pinceaux.

Il faut faire gaffe avec cette notion parce qu'elle est contre-intuitive.

Si on voit la notion de liaison (et en particulier d'énergie de liaison) comme "ce qui colle les composants ensembles", il est contre-intuitif que cette "colle" soit un défaut d'énergie. Dans le monde à l'échelle humaine la colle s'ajoute à ce qui est collé.

C'est cela, àmha, qui explique la réticence à parler de l'énergie de liaison comme une valeur négative, et à chercher un échappatoire genre valeur absolue ou énergie de dissociation. Et plus généralement, cela explique le manque de cohérence des notations.

Seule solution dans ce cas : comprendre et faire comprendre le concept sans s'occuper des notations! Donc marteler l'idée qu'une liaison correspond à un défaut d'énergie dans l'assemblage.

Cordialement,

[gatsu]

Il faut faire gaffe avec cette notion parce qu'elle est contre-intuitive.

C'est d'autant plus troublant quand on regarde la définition de wiki
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_de_liaison
Après avoir fait un petit tour sur le net il semblerait que l'energie de liaison est toujours définie comme étant positive....ceci étant dit quel nom donner alors à "l'energie de liaison" (la vraie) ?

[invité576543]

toujours définie comme étant positive...

Pas toujours! Dans le temps j'avais fait une recherche sur le Web des dessins de la courbe de l'énergie de liaison en fonction du nombre de nucléons. Résultat (de mémoire), sur un peu plus de 80 courbes, 2 ou 3 présentaient l'énergie de liaison comme négative.

Je viens d'en chercher quelques unes de ces exceptions :

http://www.scienceinschool.org/repos...ion3_large.jpg

http://instruct1.cit.cornell.edu/Cou...s/lec04_04.gif

(On remarquera que dans ces deux cas, le signe négatif n'est pas explicite, mais indiqué par l'orientation de la courbe, inversée dans le sens haut/bas par rapport aux courbes que l'on trouve majoritairement.)

---

Le problème c'est qu'il est aisé de définir quelque chose de positif en parlant de l'énergie qui est dissipée à l'extérieur lors de la formation ou en parlant de l'énergie qu'il faut amener pour la dissociation.

Et c'est appuyé par des décades de chimie. On note

C + O2 --> CO2 + 393 kJ/mol

pas

CO2 = C + O2 - 393 kJ/mol

Tant que l'on parle de réaction, il suffit de mettre l'énergie du bon côté pour que ça apparaisse positif et qu'on ne se pose pas de question. Mais sous la forme statique, qui serait plutôt CO2 = C + O + O - 891 kJ/mol (en espérant ne pas me tromper dans le chiffre), le signe ne peut être que négatif.

quel nom donner alors à "l'energie de liaison" (la vraie) ?

Quand bien même on trouverait un nom, ça ne changera pas les habitudes, j'en ai peur.

D'où mon idée qu'il faut plutôt comprendre et faire comprendre...

Cordialement,

[invité576543]

Ah... J'en ai trouvé une avec l'énergie de liaison explicitement négative...

http://pagesperso-orange.fr/patrick....o_part_3_6.gif

Cordialement,

[invite66d4367a]

mel88 c'est pas pour te faire la morale mais tu devrais mieux réviser tes cour avant de venir sur le forum pour les réponses : rien que pour la question 1:
Si tu sais que l'énergie de liaison est l'énergie qu'il faut fournir a un noyaux pour qu'il se dissocie en ses nucléons, alors tu peut rapidement conclure, que plus cette énergie est importante plus le noyaux est difficile a casser donc il est plus stable puisque sa cohésion est beaucoup plus importante.
(en sachant que c'est l'interaction forte qui unit les nucléons dans le noyaux et que cette interaction est d'autant plus forte que le noyaux est léger).

[invite9b7db0da]

Merci de l'utilité de ta réponse...

[invite9b7db0da]

Sachant que plus l'énergie de liaison par nucléon est grande, plus il est difficile d'extraire les nucléons du noyau et donc, plus le noyau est stable, il me semble que la réponse que j'avais donnée tout au début à ce sujet était correcte. Je ne vois donc pas pourquoi je devrais réviser mon cours par rapport à ça. Mais merci quand même du conseil...

[invite66d4367a]

juste pour dire, la réponse de la réponse 1 n'est pas faux !, mais vrai ! car l'énergie de liaison du xénom 129 est plus importante que celle du cobalt 60
donc le xenom 129 est plus stable que le noyau de cobalt 60.
De plus la réponse de Kloug est hors sujet car on te donne l'énergie de liaison
(et non l'énergie de liaison par nucléon).

[invite66d4367a]

Juste pour dire, la réponse de la réponse 1 n'est pas faux !, mais vrai ! car l'énergie de liaison du xénom 129 est plus importante que celle du cobalt 60
donc le xenom 129 est plus stable que le noyau de cobalt 60.
De plus la réponse de Kloug est hors sujet car on te donne l'énergie de liaison
(et non l'énergie de liaison par nucléon).
Ensuite je sais pas d'oû tu sors ton cour mais moi qui suis un T°s je sais que plus l'énergie de liaison par nucléon est forte plus la cohésion du noyau est importante donc il est plus stable !

[gatsu]

Juste pour dire, la réponse de la réponse 1 n'est pas faux !, mais vrai ! car l'énergie de liaison du xénom 129 est plus importante que celle du cobalt 60
donc le xenom 129 est plus stable que le noyau de cobalt 60.
De plus la réponse de Kloug est hors sujet car on te donne l'énergie de liaison
(et non l'énergie de liaison par nucléon).
Ensuite je sais pas d'oû tu sors ton cour mais moi qui suis un T°s je sais que plus l'énergie de liaison par nucléon est forte plus la cohésion du noyau est importante donc il est plus stable !

Ba dit donc c'est pas le respect ni la modestie qui t'étouffent
Si tu connaissais ton cours tu saurais que la stabilité d'un noyau n'est pas déterminée par son energie de liaison absolue mais par son energie de liaison par nucleon, je t'invite à calculer l'energie de liaison de l'uranium 235 en sachant que son energie de liaison est 7.5897 Mev

[invité576543]

Surtout qu'il y a une franche contradiction entre:

l'énergie de liaison du xénom 129 est plus importante que celle du cobalt 60 donc le xenom 129 est plus stable que le noyau de cobalt 60.

et

je sais que plus l'énergie de liaison par nucléon est forte plus la cohésion du noyau est importante donc il est plus stable !

Cordialement,

[invite66d4367a]

Desolé pour mon insolence si j'en ai blessé quelqu'un ,mais pour savoir si j'ai réellement faux répondez juste a ma question :
"l'énergie de liaison dépend elle également du nombre de nucléon présent dans un noyau ?"

[gatsu]

Desolé pour mon insolence si j'en ai blessé quelqu'un ,mais pour savoir si j'ai réellement faux répondez juste a ma question :
"l'énergie de liaison dépend elle également du nombre de nucléon présent dans un noyau ?"

Oui elle en dépend, ce qui est normal d'ailleurs puisque plus tu as d'éléments constitutifs et plus tu as besoin de colle pour faire tenir tout ça. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'energie de liaison totale n'est pas une bonne quantité pour regarder la stabilité d'un noyau puisqu'on voit bien que l'idée de stabilité est que chaque nucélon soit confortablement installé dans un puit d'energie.

Si on fait une analogie avec les flux d'argent dans le domaine de la recherche, imagine deux labos qui ont le même budget pour effectuer leurs travaux. Maintenant un des deux labos a 10 fois plus de chercheurs que l'autre...à ton avis qui va partir aux USA ?

[KLOUG]

Bonsoir

L'excellent livre d'Yves CHELET sur la radioactivité (que je conseille comme lecture parce qu'il y a plein de renseignements) donne 7,57MeV par nucléon pour l'uranium 238 en précisant que la courbe pour la stabilité s'arrête au bismuth-209.
Ce qui fait au bas mot 1800 MeV en énergie de liaison absolue...
Merci Gatsu pour la réponse.

Bonne continuation
KLOUG

[invite66d4367a]

ben merci en fait mon cour n'était pas tout à fait clair sur l'energie de liaison.En fait je pensais que plus elle était importante plus le noyau était stable car il fallait beaucoup plus d'énergie pour le casser
donc pour moi sa cohésion était plus importante
MERCI

[invité576543]

plus elle était importante plus le noyau était stable car il fallait beaucoup plus d'énergie pour le casser

Pour clarifier si nécessaire, c'est vrai qu'il faut d'autant plus d'énergie pour casserun noyau en nucléons séparés que le défaut d'énergie total est grand.

Mais pour avoir instabilité il suffit de se casser en deux morceaux, ce qui est bien différent. Et le défaut d'énergie par nucléons est un meilleur indicateur de ce qu'il faut pour casser en deux morceaux que le défaut d'énergie total.

Cordialement,