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On donne en MeV/c2 la masse de quelques nucléides et des nucléons :
mP = 938,3 ; mN = 939,6.
Nucléide
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5626Fe
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8438Sr |
105B |
3818Ar |
5525Mn |
147N |
84Be |
Masse
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52 089,8
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78 145,5
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9 324,4
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35 352,9
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51 161,7
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13 040,2
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7 454,9
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Nombre de proton
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26
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38
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5
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18
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25
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7
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4
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Nombre de neutron
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56-26=30
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46
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5
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20
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30
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7
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4
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Energie de liaison
par nucléon ( MeV )
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8,82
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8,71
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6,51
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8,64
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8,80
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7,51
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7,09
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Energie de liaison = masse des protons + masse des neutrons - masse du noyau.
Dans le cas du fer : 26*938,3 + 30 * 939,6 -52 089,8 = 494 MeV/c2.
Energie de liaison par nucléon : 494 / 56 =8,82 MeV.
Pour ces 7 nucléides calculer en MeV l'énergie moyenne de liaison par nucléon.
Voir tableau.
Placer
ces nucléides sur la courbe d'Aston. Où sont situés les éléments les
plus stables ? Quels types de transformations nucléaires sont
susceptible de se produire avec les éléments situés à droite du
graphique et avec ceux situés à gauche ?
Le noyau de l'élément hydrogène possède 1 proton et celui de l'hélium
en possède 2. La synthèse de l'hélium à partir de l'hydrogène se
produit dans les étoiles suivant le processus appelé cycle
proton-proton I ( PPI) :
1H + 1H ---> 2H + n + x (i)
2H +1H ---> 3He + g (ii)
3He +3He ---> 4He +21H + g (iii)
Dans la réaction (i) la particule x a pour masse 0,511 MeV/c2.
Quelle est cette particule ?
Un positon 01e.
Que représentent les symboles n et g ?
Ils représentent respectivement un neutrino et un photon.
Ecrire l'équation bilan de ce cycle.
4 1H---> 4He +2 n +2 01e + g.
En déduire l'énergie dégagée en MeV par ce cycle. m(4He) = 3727,4 MeV/c2.
m(4He) + 2 m(01e)-4m(1H) =3727,4+2*0,511-4*938,3 = -24,8 MeV.
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.
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Le nucléide 5525Mn peut capter un neutron. Le noyau obtenu peut se transformer spontanément en 5626Fe en émettant une particule.
Ecrire les équations de ces deux transformations.
5525Mn + 10n--->5625Mn.
5625Mn ---> 5626Fe + 0-1e.
L'isotope 2H de l'hydrogène a pour masse 1875,6 MeV/c2. Il peut réagir avec l'élément 14N suivant :
14N + 2H ---> AZX +1H.
Identifier AZX.
Conservation de la charge : 7+1 = Z+1 d'où Z = 7.
Conservation du nombre de nucléons : 14+2 = A+1 d'où A = 15.
147N + 21H ---> 157N +11H.
Sa masse est 13 968,9 MeV/c2.
Calculer l'énergie dégagée par cette réaction.
m(157N) + m(11H)-m(147N)- m(21H)=13 968,9 +938,3 - 13 040,2-1875,6 = -8,6 MeV.
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