Réactions nucléaires, énergie de liaison ( IMRT)

Compléter les équations suivantes :  23592U + n --> AZSr + 12954Xe + 2 n. n correspond au neutron 10n ; conservation de la charge : 92 =54 +Z d'où Z = 38 conservation du nombre de nucléons : 235 +1 =A+129+2 ; A=105 23592U +10n --> 10538Sr + 12954Xe + 2 10n. 63Li + AZH --> 2 42He. conservation de la charge : 3+Z = 4 d'où Z = 18 conservation du nombre de nucléons : 6 +A =8 ; A=2 63Li + 21H --> 2 42He.  23592U + n --> 144ZLa + A35Br + 4 n. n correspond au neutron 10n ; conservation de la charge : 92 =35 +Z d'où Z = 57 conservation du nombre de nucléons : 235 +1 =A+144+4 ; A=88  23592U + 10n --> 14457La + 8835Br + 4 10n. 63Li + A'Z'p --> 42He + AZHe. Le numéro atomique de l''hélium est Z=2 conservation de la charge : 3+Z' =2+2 d'où Z = 1 p est un proton : A' = 1 conservation du nombre de nucléons : 6 +1 =A+4 ; A=3 63Li + 11p --> 42He + 32He. Energie de liaisons par nucléon : On donne les masses atomiques des deux noyaux suivants : Césium 147 ( Z = 55) : 146,944154 u ; fer 56 (Z=26) : 55, 9349378 u  masse du proton mP= 1,00728 u ; masse du neutron mN=1,00866 u ; 1 u = 1,67 10-27 kg = 931,5 MeV/c2. Calculer leur énergie de liaison. " L'énergie de liaison B d'un noyau atomique est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons." Le césium compte Z = 55 protons et 147-55 = 92 neutrons variation de masse : Dm = 92 mN+ 55 mP - m(Cs) = 92*1,00866 + 55*1,00728 -146,944154 Dm = 92,79672 +55,4004 -146,944154 = 1,252966 u Energie correspondante : 1,252966 *931,5 = 1167,14 MeV. Le fer compte Z =26 protons et 56-26 = 30 neutrons variation de masse : Dm = 30 mN+ 26 mP - m(Fe) = 30*1,00866 + 26*1,00728 -55,9349378 Dm = 30,2598 +26,18928 -55,9349378 = 0,514422 u Energie correspondante : 0,514422 *931,5 = 478,92 MeV. En déduire leur énergie de liaison par nucléon. Cs : 1137,14 / 147= 7,73 MeV/nucléon Fe : 478,92 / 56 = 8,55 MeV/nucléon. L'un de ces deux noyaux est radioactif. Justifier.  Les noyaux les plus stables ( le fer est le plus stable d'entre eux) ont une énergie de liaison par nucléon voisine de 8,5 à 8,8 MeV / nucléon. Le césium 147 ayant une énergie de liaison par nucléon inférieure à 8,8 est peu stable : il est radioactif et par désintégration va conduire à des noyaux plus stables Donner l'allure de la courbe donnant l'énergie de liaison par nucléon en fonction du nombre de masse A ( courbe d'Aston) ; placer ces deux nucléides sur cette courbe.   Donner les caractéristiques de la radioactivité alpha et des deux radioactivités bêta. alpha : le pouvoir de pénétration des rayonnements alpha est faible (une simple feuille de papier ou 4 à 5 cm d'air les arrêtent totalement) : L'énergie cédée par unité de longueur traversée est donc grande : cela se traduit par des excitations et des ionisations d'atomes ainsi qu'à des rayonnements secondaires. bêta - : les électrons parcourent dans la matière une plus grande distance que les rayons alpha. Ces rayons interagissent avec la matière en provoquant des excitations et des ionisations par diffusion, moindre qu'avec les rayons alpha. bêta + : le positon émis réagit immédiatement avec un électron du milieu (annihilation ) ; il en résulte la production de deux rayons gamma de 511 keV. Le rayonnement gamma est très pénétrant (plusieurs mètres de béton), provoquant des excitations et ionisations dans la matière traversée.

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