nucléaire

bonsoir,

un truc qui me barbote et que jveux pas trop demander à la prof, c'est comment est-ce possible que par exemple la fission d'un atome puisse libérer autant d'énergie (encore t'à l'heure en cours, on a trouvé qqle de l'ordre de 300MeV) alors qu'un noyau d'atome c'est de l'ordre du femtomètre ( )?

chuchi a écrit:bonsoir,

un truc qui me barbote et que jveux pas trop demander à la prof, c'est comment est-ce possible que par exemple la fission d'un atome puisse libérer autant d'énergie (encore t'à l'heure en cours, on a trouvé qqle de l'ordre de 300MeV) alors qu'un noyau d'atome c'est de l'ordre du femtomètre ( )?

Bonsoir,
Il faut tout ramener à l'échelle ! As-tu une idée de ce que représente 300 MeV en Joules? Et tu sais ce qu'est un Joule? Donc dans l'absolu, 300 MeV c'est très peu d'énergie. Mais si tu ramènes cela à l'échelle d'un noyau c'est beaucoup d'énergie... Et rappelle-toi que dans un gramme de matière, n'importe laquelle, il y a environ 10^23 noyaux! Cela t'amènera peut être à comprendre pourquoi on obtient tant d'énergie lors de la fission de qq grammes ou kg d'uranium...
Quant à l'origine de cette énergie, un autre petit calcul simple : calcule la force de répulsion électrostatique (on dit répulsion colombienne) entre deux protons. Tu es sans doute en TS et donc tu sais calculer cela. Pour la distance, tu prends l'ordre de grandeur du rayon nucléaire. Une fois que tu auras fait cela, dis toi que les protons sont contenus dans le noyau. Cela te donnera une idée de la force nécessaire pour assurer la cohésion du noyau (c'est l'interaction ?). Et lorsqu'on brise un noyau en le fissionnant, on extrait un peu de cette énergie....

Donc dans l'absolu, 300 MeV c'est très peu d'énergie. => pour un unique atome je trouve ça énorme, pour ça que si on ramène à 1g c'est énorme
Intéraction forte j'ai vu ça, okii ben merci de m'avoir éclairer

sinon autre truc, comment un atome fait il à se reformer (ou former) aprés fission ou fusion? car toutes particules se baladent comme ça ou??

chuchi a écrit:Donc dans l'absolu, 300 MeV c'est très peu d'énergie. => pour un unique atome je trouve ça énorme, pour ça que si on ramène à 1g c'est énorme
Intéraction forte j'ai vu ça, okii ben merci de m'avoir éclairer

sinon autre truc, comment un atome fait il à se reformer (ou former) aprés fission ou fusion? car toutes particules se baladent comme ça ou??

Bonjour,
1 MeV, c'est 1,6*10^-13 Joules, ce qui au niveau macroscopique est très très peu. Ce qui fait l'intérêt de la chose, ce que c'est au niveau du noyau, et que, comme tu l'as remarqué, il y a beaucoup de noyaux dans une mole (10^24 à la louche...)!

Dans la fission, un atome, d'uranium par exemple, se casse en deux pour former deux atomes et libére au passage quelques particules. Dans notre exemple d'U235, le noyau d'uranium bombardé par un neutron donne un atome de Strontium , un de Xénon, 3 neutrons et un photon gamma. Il ne s'agit donc pas de reformer un atome. Il y a création de deux atomes à partir de la fracture d'un atome.
Toutes ces particules possèdent une certaine énergie cinétique (même une énergie certaine!) et donc elles "volent" dans le vide. La géométrie de leur position est importante, en particulier lorsqu'il s'agit de trouver suffisemment de neutrons pour déclencher et conserver la réaction en chaîne de fission. C'est vrai dans un réacteur, mais plus encore dans une bombe. Sais-tu que l'un des pères de la bombe atomique est un mathématicien, Stanislaw Ulam, et que sa spécialité était la topologie... Pour la petite histoire, c'est lui aussi qui a inventé la méthode de Monte Carlo pour les intégrations complexes..

Quant à la fusion, c'est un problème différent: il s'agit de faire se rapprocher 2 atomes pour qu'ils fusionnent en donnant un seul atome. Là, le pb est vaincre la répulsion coulombienne. Par exemple, on créé une réaction de fusion entre un noyau de Tritium et un de Deutérium pour obtenir un noyau d'Hélium et un neutron (et un paquet d'énergie).
Pour vaincre la répulsion coulombienne, il faut communiquer suffisamment d'énergie thermique pour que les chocs soient plus puissants que la répulsion coulombienne. Et on y arrive à des température délirantes (10^9 K). Et en plus, il faut confiner toutes ces noyeux dans un volume clos. T'imagine une enceinte closes qui tienne 10^9 K. Alors on les renferme dans des champs magnétiques, comme dans le projet ITER par exemple.