Chicago Pile-1

[adel000]

1) Calculez l'énergie en joule libérée par la Chicago Pile-1 lors de l'expérience du 2 décembre 1942. Sous l'impact d'un neutron long, l'uranium 235 produit fréquemment un noyau de baryum 140 140/56 Ba et un autre noyau fils 96/Z  X et y neutrons 1/0n.

2) a) Ecrivez l'équation correspondant à cette réaction nucléaire et déterminez le nom de l'élément X. Détaillez votre démarche.  U235 ---> 140/56 Ba+ 96/Z X + 1/0n

b) De quel type de réaction nucléaire s'agit-t-il ? je dirais la fission puisque la fissions nucléaire est la division du noyau d'un atome. Le noyau se transforme en différent fragments avec une masse presque identique à la moitié de la masse initiales plus deux ou trois neutrons.

c) Expliquer pourquoi cette réaction permet d'envisager une réaction nucléaire en chaine. Cette réaction permet d'envisager une réaction nucléaire en chaine car  c'est une réaction dans laquelle les neutrons libéré lors de la première fission nucléaire produit une fission supplémentaire dans un noyau de plus et ce processus de répète..

d) Calculez l'énergie maximale libérée en joule par la fission d'1.00g d'uranium 235 pur.

e) Calculez la masse minimale d'uranium 235 consommée lors du fonctionnement de la Chicago Pile-1 le 2 décembre 1942.

Le cadium 113 absorbe facilement des neutrons et forme un noyau stable.

3) a) Donnez la composition et le symbole A/Z X du noyau stable formé lors de la capture d'un neutron par le cadium 113.

b) Expliquez pourquoi l'enfoncement des barres de cadium dans la pile permet de diminuer l'énergie libérée voire étouffer la réaction nucléaire.

L'uranium 235 n'est pas fissikle, mais il peut absorber des neutrons. L'énergie de liaison El de son noyau est égale a 1754,67 Mev

5) Comparez l'énergie moyenne de liaison El/A de l'uraniul 235 et de 238 et dites dans quel noyau les nucléons sont les plus fortement liées.

 

Bonjour, je vous demande de l'aide pour cette exercice afin de m'éclairer puisque je bloque et je ne comprends pas trop cet exercice... Merci d'avance !  

 

 

[adel000]

???

[Gogoumo]

1) Calculez l'énergie en joule libérée par la Chicago Pile-1 lors de l'expérience du 2 décembre 1942.
Il manque des données pour répondre à cette question.

Sous l'impact d'un neutron long (long ? ou lent ?), l'uranium 235 produit fréquemment un noyau de baryum 140 140/56 Ba et un autre noyau fils 96/Z  X et y neutrons 1/0n.
2) a) Ecrivez l'équation correspondant à cette réaction nucléaire et déterminez le nom de l'élément X. Détaillez votre démarche.
Après avoir trouvé dans de la documentation le nombre de charge de l'Uranium :
 235/92 U ---> 140/56 Ba+ 96/Z X + y (1/0n)
Il faut appliquer la loi de conservation des charges électriques. Connaissant le nombre de charge de l'Uranium cela permet de calculer la valeur de Z relative à l'élément X et permet de l'identifier.
Il faut ensuite appliquer la loi de conservation du nombre de nucléons (nombre de masse) qui permet de trouver le nombre y de neutrons émis.
b) De quel type de réaction nucléaire s'agit-t-il ? je dirais la fission Oui puisque la fissions nucléaire est la division du noyau d'un atome. Le noyau se transforme en différent fragments avec une masse presque identique à la moitié de la masse initiales plus deux ou trois neutrons. La phrase soulignée n'est pas claire
c) Expliquer pourquoi cette réaction permet d'envisager une réaction nucléaire en chaine. Cette réaction permet d'envisager une réaction nucléaire en chaine car  c'est une réaction dans laquelle les neutrons libéré lors de la première fission nucléaire produit peuvent produire une fission supplémentaire dans un noyau de plus et ce processus de répète..
d) Calculez l'énergie maximale libérée en joule par la fission d'1.00g d'uranium 235 pur.
e) Calculez la masse minimale d'uranium 235 consommée lors du fonctionnement de la Chicago Pile-1 le 2 décembre 1942.
Il manque des données pour répondre à ces questions.

 

Le cadmium 113 absorbe facilement des neutrons et forme un noyau stable.
Il s'agit probablement de l'isotope 48/113 de l'élément Cadmium
3) a) Donnez la composition et le symbole A/Z X du noyau stable formé lors de la capture d'un neutron par le cadmium 113.
Appliquer les lois de conservation du nombre de charges électriques et du nombre de nucléons.
b) Expliquez pourquoi l'enfoncement des barres de cadmium dans la pile permet de diminuer l'énergie libérée voire étouffer la réaction nucléaire.

L'uranium 235 n'est pas fissible, mais il peut absorber des neutrons. L'énergie de liaison El de son noyau est égale a 1754,67 Mev
5) Comparez l'énergie moyenne de liaison El/A de l'uraniul 235 et de 238 et dites dans quel noyau les nucléons sont les plus fortement liées.
Il manque des données pour répondre à cette question.

 

 

 

 

[adel000]

Le matin du 2 décembre, sous les gradins du stade de l'université de Chicago, le physicien italien Enrico Fermi teste la première pile nucléaire du monde: la Chicago Pile-1. Contrairement à ce que laisse croire son nom, ce n'est pas une pile électrique, mais le nom donné aux premiers réacteurs nucléaires car ils sont constitués d'éléments de matières fissile (uranium) répartis dans un empilement de briques de graphites ( jouant le rôle de modérateur). Cette pile est constituée de 50 000 briques de graphites représentant 400 tonnes de carbone, avec réparties à l'intérieur, 6 tonnes d'uranium pur et 36 tonnes d'oxyde d'uranium. Fermi a prévu une série de manipulation qui permettent d'atteindre le seuil critique de manière graduelle et parfaitement contrôlable: les barres de cadmium sont extraites une par un et, à chaque étape la réactivité de la pile est vérifiée. Fermi prévoit le résultat de chacune des opérations et fournit des instructions spécifiques afin de réaliser l'étapes suivante. Par mesure de sécurité, Fermi a également fait préparer une série de barres de controle qui seront automatiquement insérées dans la pile si sa réactivité augmente trop rapidement. En outre, certains volontaires siont pllacés au dessus de la pile, prêt à intervenir avec des seaux remplis d'une solution de sels de cadmium si la réaction échappe à tout contrôle.A 14h20, la pile devient critique, exactement au moment prévu par Fermi. La première réaction nucléaire en chaine contrôlée par l'homme a eu lieu. La pile est laissée en fonctionnement auto-entretenu pendant une durée de 28 min, à une puissance fort basse, inférieur à 0.5 Watts afin de minimiser la production de radioactivité. Le physicien Arthur Compton, présent lors de cet essai, s'empresse alors de téléphoner à son ami le chimiste James Conant: " Jim, tu seras intéressé d'apprendre que le navigateur italien vient de débarquer dans la nouveau monde" L'expérience de la pile de Fermi est considérée comme le début de l'ère nucléaire.

 

A quel grand explorateur Italien de la Renaissance est associé Enrico Fermi dans le message d'Arthur Compton envoie à son ami James Conant? 

 

Bonjour, merci pour ses explications, je suis désolée pour le manque de données, le texte ne s'était pas mis en fichier ! 

Je reviens vers vous quand j'aurais répondu aux réponses car je comprends mieux !

[Gogoumo]

Le 18/01/2017 at 12:08, Gogoumo a dit :

Il y a quelque chose qui "cloche" dans la réaction nucléaire de fission. L'énoncé dit :

Sous l'impact d'un neutron long , l'uranium 235 produit fréquemment un noyau de baryum 140 140/56 Ba et un autre noyau fils 96/Z  X et y neutrons 1/0n.
Ecrivez l'équation correspondant à cette réaction nucléaire et déterminez le nom de l'élément X. Détaillez votre démarche.

Il s'agit de la fission d'un noyau d'Uranium U(235,92) bombardé par un neutron (1,0). On obtiendrait un noyau de Baryum (140,56), un noyau X (96,Z) à identifier et un nombre y inconnu de neutrons (1,0)
Or la règle conservation du nombre de nucléons donne dans ce cas 235 + 1 = 140 + 96 + y ce qui donnerait un nombre y négatif ce qui n'est pas possible.