Carnet de bac

L'uranium 235 peut subir plusieurs types de fissions, parmi lesquelles : $$ \mathrm{ _0^1n + \ _{92}^{235}U \longrightarrow \ _{38}^{94}Sr + \ _{54}^{140}Xe + a \ _0^1n }$$ $$ \mathrm{ _0^1n + \ _{92}^{235}U \longrightarrow \ _{36}^{92}Kr + \ _{56}^{141}Ba + b \ _0^1n }$$ $$ \mathrm{ _0^1n + \ _{92}^{235}U \longrightarrow \ _{37}^{94}Rb + \ _{55}^{141}Cs + c \ _0^1n }$$

On néglige les masses des nuages électroniques et on donne :
c=299792458m·s^-1 N_A=6,022·10²³mol^-1 m_n=1,008665u m_p=1,007276u E_u=931,9MeV·u^-1; m_U=234,9935u ; 1eV=1,602 176 ·10^-19 J .

1. Déterminer, en justifiant, les valeurs des nombres a, b et c apparaissant dans les écritures des réactions de fissions données dans l'énoncé.

2. Calculer pour chaque réaction la perte de masse et l'énergie de réaction dégagée, puis compléter le tableau suivant en affichant les valeurs numériques correspondantes.

3. Quelle est l'énergie E₀ dégagée par la transformation d'une masse m₀=100g d'uranium 235 si les trois réactions sont produites dans les mêmes proportions ?

4. La puissance d'une centrale nucléaire est P=1000 MW. Quelle est la masse m d'uranium consommé pendant une durée Δt de 30 jours ?

5. Le xenon 143 (¹⁴³Xe) qui peut être aussi un produit de la réaction de fission de l'uranium est sujet à six désintégrations β^- successives avant de donner un nucléide stable. Représenter ces transformations sur un diagramme de Segré (N en fonction de Z). On pécisera sur le diagramme le symbole de chaque nucléide généré.