Science Physique

De la mécanique au nucléaire, nos physiciens sont à l'écoute
gionta21
Membre Naturel
Messages: 38
Enregistré le: 22 Oct 2013, 21:20

Science Physique

par gionta21 » 22 Jan 2015, 17:49

bonjour à tous,

J’ai quelque question à vous poser!

Premièrement lors d’une fission d’un noyau d’Uranium 235
le noyau se fissure pour donner deux autres éléments : Barium et Radium et 3 neutrons!
Je voudrais s’avoir comment on calcul ce changement c’est-à-dire comment calcul cette fission pour obtenir le Barium et le Radium?

Deuxièment, je voudrais savoir comment calculer la masse critique exemple d’Uranium 235.

En dernier comment dois-je faire pour savoir que l’élément se fissure spontanément? Existe-t-il une équation pour vérifier?

Je vous remercie beaucoup d’avance.



Skullkid
Habitué(e)
Messages: 3075
Enregistré le: 08 Aoû 2007, 19:08

par Skullkid » 22 Jan 2015, 18:44

Bonjour, tes questions sont beaucoup plus génériques que tu ne le penses.

Pour commencer, la fission d'un noyau d'uranium 235 ne peut pas donner un noyau de baryum et un noyau de radium. Un résultat possible est baryum + krypton + 3 neutrons, ce qui est sans doute ce que tu voulais dire, mais il y en a d'autres, comme par exemple xénon + strontium + 2 neutrons.

Si tu cherches à connaître le raisonnement complet qui permet de répondre à la question "si je balance un neutron sur un noyau d'U5, qu'est-ce qui va se passer ?" à partir de principes physiques, la réponse est : c'est compliqué ! Plus précisément, il te faut un modèle décrivant la structure interne du noyau et comment cette structure réagit à l'approche du neutron. Il existe plusieurs modèles plus ou moins complexes et plus ou moins adaptés selon ce que tu cherches à faire (par exemple le modèle de la goutte liquide, le modèle en couches ou des modèles type Hartree-Fock), mais ils reposent dans tous les cas sur des concepts de mécanique quantique assez avancés. Pour pouvoir faire des prédictions quantitatives avec ces modèles, il faut recourir à des simulations numériques.

C'est le même principe pour la fission spontanée, il faut pouvoir décrire la structure interne de l'atome. Il existe des critères simplifiés (du genre "un noyau (A,Z) peut fissioner spontanément si Z^2/A > 47") mais ce sont des approximations. Pour avoir des informations détaillées, comme par exemple combien de temps il s'écoule en moyenne avant la fission, il faut encore une fois plonger dans les modèles compliqués.

Pour ce qui est de la masse critique, elle n'a de sens que dans des conditions données. Tu ne peux pas parler de "la masse critique de l'uranium 235", ça ne veut rien dire. Ce qui a un sens c'est, par exemple, "la masse critique d'un cube d'uranium 235 enrichi à 2% de densité 20 kg/m^3 maintenu à température ambiante dans une enceinte à vide". Pour ça, comme d'habitude, il faut un modèle pour décrire les réactions de fission. Les modèles utilisés en général pour ce genre de considérations sont des modèles probabilistes qui reposent sur la connaissance préalable de ce qu'on appelle les sections efficaces, qui correspondent plus ou moins à la probabilité qu'une réaction se produise. Encore une fois, il existe plusieurs degrés de précision et de complexité pour ces modèles.

gionta21
Membre Naturel
Messages: 38
Enregistré le: 22 Oct 2013, 21:20

par gionta21 » 22 Jan 2015, 20:58

D’accord je comprends!

J’ai une question dans mon manuel :
L’uranium 235 libère moins de neutrons par fission que le plutonium.
a) Lequel de ces deux éléments aura la plus petite masse critique?
b) Lequel provoquera la réaction en chaine la plus rapide.

Merci beaucoup de votre aide :)

Skullkid
Habitué(e)
Messages: 3075
Enregistré le: 08 Aoû 2007, 19:08

par Skullkid » 23 Jan 2015, 18:37

Pour des conditions données (forme, densité, température, etc), une plus petite masse critique signifie une plus grande facilité à enclencher la réaction en chaîne. Donc les deux questions (qui sont très mal posées parce qu'elles ne mentionnent pas ces conditions) sont en fait la même question.

À ton avis, est-ce plus facile d'enclencher une réaction en chaîne avec un noyau qui libère 1 neutron par fission ou un noyau qui en libère 2 ?

 

Retourner vers ⚛ Physique

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 6 invités

Tu pars déja ?



Fais toi aider gratuitement sur Maths-forum !

Créé un compte en 1 minute et pose ta question dans le forum ;-)
Inscription gratuite

Identification

Pas encore inscrit ?

Ou identifiez-vous :

Inscription gratuite