Fusion/fission nucléaire : courbe d'Aston

[invite544223e2]

Bonjour à tous, je fais actuellement un TPE sur les différences entre la fusion et la fission nucléaire, aussi j'aurais besoin d'une courbe d'aston précise ( ce qui est assez difficile à trouver ) montrant l'energie libérée lors de la fusion du deuterium et du tritium en helium, j'aurais aussi aimé savoir ce que vous pensez de mon sujet, sachant que je compte comparer fusion et fission puis expliquer les enjeu de la fusion, son fonctionnement et ses difficultés. Merci d'avance à tous et à toute pour vos réponses.
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[invite544223e2]

Le moins qu'on puisse dire c'est que j'ai raté mon entrée, mon sujet de TPE est si mauvais que ça ? Personne pour la courbe d'aston ?

[invite544223e2]

Bon je me réponds à moi même ( c'est un peu démoralisant mais bon ), j'ai trouvé ma courbe d'aston, merci quand même, cela dit j'aurais bien aimé avoir quelques avis sur mon sujet, trop banale, trop vaste ? ( si quelqu'un à tout de même une courbe d'aston à me soumettre je suis preneur, elle sera peut être plus précise que la mienne, sûrement)

[invite748350d6]

Salut!
Moi aussi l'année dernière j'ai fait un TPE dans le même genre, mais un peu plus général. C'était sur la radioactivité en gros, plus la radioprotection via dosimètre, Geiger et autres balises de detection.(Un beau 17 à la clé pour avoir bossé seul dans un groupe de fainéants)

Sinon ton TPE ressemble exactement au cours de TS ( et oui) donc ca devrait pas poser trop de problème (sauf si les ln(x) et e^x te donnent la migraine)

Pour l'énergie libérée par la fusion, à partir de la courbe d'Aston, tu peux faire (2*El(D)/A + 3 El(T)/A - 5)*931.45 (ce qui donne dans les 17 MeV, soit 2*10^-12 J)
Sinon, (et ca en jetterait ) tu peux utiliser les formules et les appliquer.

Sinon c'est un bon sujet! Seul hic, on pourrait te reprocher de faire sur le thème du cours de Ts ... m'enfin
Si tu veux des approfondissements n'hésites pas par Mp
Mais c'qui laisserait les profs pétrifiés, ca serait de redémontrer la loi de décroissance, depuis l'équation différentielle à la valeur de t1/2 ^^

Bon courage

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite544223e2]

Je ne suis qu'en première S, tes calculs me paraissent un peu flou , j'avais plutôt pour le moment compris qu'il fallait calculé la variation de masse entre l'hélium et le deuterium+tritium. puis une fois que j'ai cette variation je la multiplie par l'énergie/u, je m'expliques, 1 uma=1/12ème de la masse du Carbone C-12=1.66x10-27 kg.
Donc en utilisant E=mc2 cela nous donne une énergie par unité de masse atomique : = (1.66 x 10-27 kg)(3.00 x 108 m/s)2(1eV/1.6 x 10-19 J) qui est environ 931 MeV/uma. Après on a plus qu'a multiplié la variation de masse par 931 pour obtenir notre résultat en MeV, non ?

[invite748350d6]

Oui en fait c'est ca.
Mais, comme je voulais pas t'embrouiller avec les energies de liaison, j'ai utilisé les données de la courbe d'aston pour remonter à cette energie, sans avoir à calculer les El de chaque élément.

Bon, tant que j'y suis, je vais te faire un gros topo sur le défaut de masse (Dm, ou variation de masse)
Je suppose que tu te penches sur la fusion (2,1)H + (3,1)H -> (4,2)He + (1,0)n (neutron).

Bon, Dm = masse des nucléons séparés - masse de l'atome aggloméré (= masse du noyau, vu que toute la masse est concentrée dans le noyau).
Donc, pour partir de la base, tu pars d'un état initial, avec un deutérium et un tritium. Puis état intermédiaire théorique ou les nucléons sont séparés, tu as donc 2 protons et 3 neutrons.
Donc, d'abord, tu t'interesses au bilan énergetique de ce premier stade : tu calcules le premier Dm = m(2p+3n) - m(tritium + deutérium).
Comment le calculer?
On n'utilisera que des unités atomiques (qui comme tu l'as dit = 1/12 m(C))
On sait (ou on calcule, comme tu veux) que
m(proton) = 1,0073 u
m(neutron) = 1,0087 u

Tu connais (ou wiki connait) la masse en u du deutérium, du tritium, et de l'hélium
m(Deut) = 2.01355321270 u
m(Tritum) = 3.0160492 u
m(Helium) = 4,002602 u

Donc ce premier Dm donne Dm = 5.0407 - 5,029602413 = 0,110975873 u
Donc, l'énergie de cette réaction est El (energie de liaison) = Dm * 931,45 (ce que tu as dit plus haut qui équivaut à MeV/u) = 10,33740257 MeV
Bon, selon les chiffres derrière la virgule, ca change plus ou moins ...
Du coup, hop, tu recommences avec la seconde partie, qui est le passage de l'état intermédiaire à l'état final (4,2)He + (1,0)n
Donc Dm = 5.0407 (masse nucléons) - m(Hélium + neutron) = 5.0407 - 5.011302 = 0.029398 u
Idem, El = Dm * 931.45 = 27.3827671 MeV

Je récapitule vite fait :

Donc, L'énergie totale de la réaction est Dm(2)-Dm(1), soit El(2)-El(1) = 17.04536453 MeV

Voila en gros le moyen de la calculer.
Y'a plus rapide, en faisant la somme des El de chaque atome, puis variation des El... Mais bon, ca devrait déja suffire!
Bonne chance

[invitec88b257d]

Bonjour
je fais moi aussi un TPe sur fusion/fission nucléaire : comparaison. Tu parles un peu plus haut de démontrer la loi de décroissance radioactive: comment faire? merci !

[invited4865542]

Bonjour, je suis en prépa ergo, et on a démontré la loi de la décroissance radioactive. autant prévenir de suite, je ne suis pas très au point dessus, mais si les notes que j'ai prises peuvent t'aider///

On se place à t = n t_1/2
donc (N(t)/N_o) = 1/2ⁿ

d'où ln(N(t)/N_o) = ln (1/2ⁿ)

ln(N(t)/N_o) = -ln 2ⁿ

or n = t/t_1/2 (c'est le nombre de demi-vies)

donc ln(N/N_o) = -t/t_1/2x ln2

= - λt
e{ln(N/N_o)} = e ^-λt

donc N(t) = N_o e ^-λt

Voilà, si jamais ça peut rendre service...

[invitec88b257d]

okay! merci beaucoup, je vais voir ça !