Exercice bac TC physique nucléaire

Trois exercices bac physique nucléaire ave correction
Point méthode : pour voir ou revoir le calcul de l'énergie de liaison et
tout ce qui concerne l'énergie nucléaire, cliquer sur le lien :
Radioactivité, énergie de liaison (diaporamas) Série TC [pic]
Corrigé 1-a/ 1Mev=106eV=106*1,6*10-19=1.6*10-13J
Energie de masse de l'unité de masse atomique u :
[pic]
(Ce type de calcul nécessite des données beaucoup plus précises que celles
données dans l'énoncé !)
b/Energie de liaison par nucléon du noyau de carbone 14 : El=(Zmp+(A-Z)mn-mC).c2/A=.(6*1,00728+8*1,00866-14,00324)*931.5/14=7,3MeV c/L'équation nucléaire de désintégration satisfait à la conservation du
nombre de charge et du nombre de nucléons, soit : [pic][pic]
2-a/ t=22280ans=4*T,
Au bout d'une demi-vie, la masse est divisée par deux, puis une demi-vie
plus tard encore par deux soit divisée par quatre etc...Au bout de 4T, la
masse est divisée par 16. Soit :m=(1/16)*10-6=6.25*10-8g b/ Calcul de l'activité à T=22280ans :
Le nombre de noyau N(t) restants à la date t est :
[pic]
On montre que la constante ? s'exprime en fonction de la demi-vie T par la
relation :
[pic]
Exprimons N en fonction de la masse molaire atomique M du carbone 14 et de
la masse m de l'échantillon restant à t=4T
(Le nombre d'Avogadro sera noté NA.et la quantité de matière n.)
N(t)=NA.n = NA.(m/M)
Finalement :
[pic] Dans ce calcul T doit être transformé en secondes ! Exercice Bac Série D :
[pic] Corrigé
1°/ Les deux noyaux ont même n° atomique Z mais diffèrent par le nombre de
neutrons (235-92=143 pour « l'uranium 235 » et 238-92=146 pour « l'uranium
238 »):ils sont isotopes.
[pic]
Calculons la variation de masse en unité de masse atomique(u)
soit :El/A=?m(u).931,5MeV.c-2/u
[pic]
Cette grandeur caractérise la stabilité du noyau. 2°/ C'est une réaction de fission.
Au cours de la transformation, le nombre de nucléons est conservé :
235+1=95+A+2*1 et donc A=139
...et le nombre de charge : 92+0=39+Z+2*0 et donc Z=53. L'élément formé
est bien l'iode I 3°/ Au bout d'une heure (soit t=6.T), le nombre de noyaux restants
est :N/26.=N/64=106/64=1.56.104 noyaux Autre exercice série D (bac 2009) [pic] Corrigé proposé par Mr Ranaboson Frédéric
1°) Equation de la désintégration produite
Au cours de la réaction de la désintégration, il y a :
-conservation du nombre de nucléons
-conservation du nombre de charge Z
L'équation de désintégration s'écrit alors:
[pic] 2°) a- Calcul de l'activité A0 à l'instant t=0 du [pic]de cet échantillon
L'activité AO du polonium est le nombre de la désintégration par unité de
temps ; celle-ci est proportionnelle au nombre de noyau No non désintégrés
à cette date, soit :.
[pic]
Cherchons une relation entre le nombre de noyau NO et la masse de
l'échantillon mO: La quantité de matière no (à t=0) est [pic] [pic] b- Calcul de t1
A l'instant t1, l'activité sera A1 =[pic]
D'après la formule de l'activité:
[pic]
[pic] Prenons le log de cette expression :
[pic]