Le nucléaire japonais pour préparer le Bac sénégalais

4 juin 2011

Le nucléaire japonais pour préparer le Bac sénégalais

Dans le cadre de leur préparation à l’examen du Bac, des élèves du Lycée Blaise Diagne à Dakar m’ont demandé de leur concevoir un bon exercice de physique nucléaire qui colle à l’actualité scientifique du moment. Je leur ai proposé celui-ci qui parle de la centrale nucléaire, du tremblement de terre et des tremblements de têtes des japonais. J’ai décidé de le mettre en ligne ici pour en faire profiter à un maximum de candidats.

Exercice

11 mars 2011.  Un violent tremblement de terre vient de frapper le Japon. Un spectacle apocalyptique règne sur les lieux. Des villes sont entièrement détruites. On dénombre des milliers de morts. L’une des centrales nucléaires du pays, située dans la ville de Fukushima à Tokyo, est littéralement endommagée.

Une centrale nucléaire est une usine de production d’électricité à partir de la réaction de fission du noyau d’uranium 235. Les déchets nucléaires sont les produits résultant de cette réaction de fission. Ce sont des noyaux très radioactifs et dont la demi-vie (ou période) peut être très longue.

1-   a)   Définir le terme demi-vie.

b)  Une des réactions possibles dans la centrale de Fukushima est représentée par l’équation suivante :

 

 

 

– Quelle différence y a t-il entre la fission nucléaire et la fusion nucléaire?

– Écrire l’équation de la réaction de fusion entre le deutérium et le tritium.

2- Le réacteur n°6 de la centrale fournissait une puissance électrique d’environ 900 MW (Mégawatts). Le rendement est de 30℅. En considérant qu’un atome d’uranium 235 dégage 200 Mev d’énergie, Calculer :

a)  Le nombre N de fissions par seconde qui se produisait dans le réacteur.

b)  La masse m d’uranium 235 qu’il fallait  pour faire fonctionner le réacteur durant 1 année bissextile. (exprimer en tonne)

3 –  Selon le magazine Science et Avenir, parmi les déchets nucléaires qui font trembler beaucoup de scientifiques japonais, on retrouve le césium 137 radioactif β

a)      Écrire l’équation de désintégration du Césium 137.

b)     La constante radioactive du Césium 137 est  λ=7,32 10-10 s-1

Trouver  l’année à laquelle les alentours de la centrale seront  complètement épargnés par les radiations du Césium.

Données :  1u =1,6605.10-27 kg / 1ev = 1,6.10-19 j / Césium (Cs): numéro atomique = 55 / Baryum (Ba) numéro atomique = 56

Réponses : 2-a) N=9,375 1019 fissions /  2-b) m=1,156 tonne / 3-b) 2071

Par @arons3

PS : Une solution très détaillée vous sera proposée le lundi 27 juin prochain, une semaine avant les examens.

 

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Commentaires

Alimou Sow
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C'est big meme si je n'y vois que du feu! Alors on attend la solution M. le Professeur.