Composition Physique · 3ème Trimestre 3ème Année Secondaire Sujet N°: 160

الأوّ ل ( : 7 ) قاط ن تُعتبر الطّاقة النووية طاقة نظيفة إذ أنّ نسبة الكربون المنبعثة من المحطّات النووية هي 0% ! لكن المشكل الحالي لهذه الطّاقة هو الأنوية المنبعثة من تفاعالت ال نشطار والتي تكون عبارة عن أنوية مشعّة وتتميّز بنصف عمر كبير تُسمّى بالفضالت النوويّة وتُعتبر سببا في التلوّث الإشعاعي . إحدى الطّرق المستعملة لمعالجة المشكل هي تقنية Transmutation Nucléaire أين يتمّ قذف هذه الأنوية بنترون فيتمّ تحويلها إلى نظائر ذات نصف عمر قصير. عند امتصاص النّواة للنترون، تُصبح لها طاقة زائد ة فتسعى للتخلّص منها بإحدى الطّرق التالية: أ- ( بعث جسيمات نترون أو إلكترون ) و إشعاعات . ب- .بعث إشعاعات فقط والنترون يبقى داخل النّواة ج- .تنشطر النواة إلى نواتين أصغر حجما ونترونات

يهدف الجزء1

من هذا التمرين إلى دراسة فعّالية هذه التقنية ثمّ نتطرّ ق

في الجزء2

إلى دراسة تفاعل ال نشطار.

الجزء1

: - اشرح المصطلحات التي تحتها سطر في النصّ . ولماذا نستعمل النترون في قذف الأنوية؟ - لتوضيح العمليّة، نقوم بتطبيقها على نواة الأمريكيومAm ذات نصف العمر: t1/2 = 432ans . أ- .أعط تركيب نواة الأمريكيوم ب- نقوم بقذف نواة الأمريكيوم بنترون فيتمّ امتصاصه لتتحوّل إلى نواة X Z A والتي بدورها تُصدر إشعاع β− فينتج نواة اخرىX Z A . - اكتب معادلتي التحوّل محدّدا النواتين X Z A وX Z A . - لتحديد نصف عمر النواةX Z A ، نأخذ عندt= 0 عيّنة منه ا كتلتها m0 = 10g . يُعطى بيان dmd dt= f(m) حيثmd هي الكتلة المتفكّكة وm .الكتلة المتبقيّة أ- جد عبارة الكتلة المتفكّكةmd .بداللة الزمن ب- باالعتماد على البيان، احسب زمن نصف العمر للنواةX Z A . ج- أثبت أنّ عبارة الكتلة المتبقيّةm(t) عندt= n. t1/2 تُعطى بm(t) = m0 2n . د- استنتج الكتلة المتبقيّة بعد مرور t= 480jours ؟ - هل تعتبر أنّ طريقةTransmutation Nucléaire .فعّالة للتخلّص من الفضالت النووية؟ اشرح ُ املاد ة:ُ علومُفيزيائي ة امل ستوىُ ُ:3ُعلومُتجريبي ة ُ الت اريخ:ُ16 / 2024 ُ :ُ ة املد3 ُسا30 د بكالورياُتجريبي المنحنى1 / h0

الجزء2

: نستعمل نواة الأمريكيوم السّ ابقة كمصدر للنترونات النطالق تفاعالت الانشطار النووي حيث يتمّ تشكيل مزيج من الأمريكيوم والبيريليوم Be فيتفاعل البيريليوم مع جسيماتα الصّ ادرة من الأمريكيوم فينتج نترون ونواةY Z A . - اكتب معادلة تفاعل البيريليوم محدّدا النواة النّاتجة Y Z A . - .باالستعانة برسم توضيحي، اشرح لماذا ال نحتاج إلى هذا المصدر للنترونات إالّ عند الانطالق - نستعمل النترونات النّاتجة من التفاعل السّ ابق في انطالق تفاعل انشطار نواة البلوتونيوم كما هو موضّ ح في مخطّط الحصيلة الكتليّة المقابل. أ- ماذا تمثّل كالّ من ∆m1 ، ∆m2 و ∆m3؟ ب- اكتب معادلة التفاعل مع تحديد قيمA ، Z ، y وx . ج- احسب كتلة النويات m3 ثمّ استنتج طاقة الرّبط لنواة البلوتونيوم. د- .رتّب استقرار الأنوية المشاركة في التفاعل ه- احسب الطّاقة الم حرّرة من هذا التفاعل. - تعتمد الغوّاصات الحديثة على محرّكات مزوّدة بمفاعالت نووية تحدث فيها تفاعل الانشطار السّ ابق ممّا يسمح لها بالبقاء لفترة طويلة تحت الماء ( من 7 إلى30 ). ! سنة أ- على أيّ شكل تظهر الطّاقة المحرّرة؟ كيف يُمكن استغاللها في تحريك الغوّاصة؟ ب- يُعطي محرّك غوّاصة استطاعة دفع قدرهاP = 150MW حيث يستهلك كتلةm .من البلوتونيوم السّ ابق - ما هي الكتلة الاّ زمة الشتغال الغوّاصة لمدّة 7 وات سن تحت الماء علما أنّ مردود التحويل هو ρ = 85% ؟ يُعطى: 1MW = 106W ، 1u = 931,5Mev/c2 ،