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EXERCICE 10-D : Fusion dans les étoiles

 

ENONCE :


Dans le noyau du Soleil et des étoiles, la température et la pression sont assez élevées pour permettre líexistence de réactions de fusion. Le combustible fondamental est constitué de protons, ou noyaux díhydrogène .

Le bilan des réactions nucléaires dans le Soleil peut síécrire :

4 + 2 + 2

où 4 noyaux díhydrogène ont fusionné après un cycle complexe, qui níest pas étudié ici. Le produit principal est líhélium, il est accompagné de 2 particules notées et de deux neutrinos dont le rôle ne sera pas, non plus, étudié.


· 1-
Quelle est la désignation, en radioactivité, des particules notées ?


· 2-
En précisant les lois appliquées, déterminer la grandeur notée x.


· 3-
Déterminer, en MeV, líénergie disponible par noyau díhélium formé.


· 4-
En déduire líénergie disponible, en kJ par mole díhélium formé, puis en kWh.


· 5- La puissance totale rayonnée dans l'espace par le Soleil est actuellement voisine de P = 3,7 x 10 26 W.

5.1. En déduire la masse que le soleil perd chaque seconde.

5.2. Calculer la puissance par m² reçue au niveau de la Terre.

 

Données :

· unité de masse atomique 1 u = 931,5 MeV/c²

· masse des particules : m () = 5,486.10 - 4 u et m () = 0

· masse des noyaux correspondant aux nucléides :

m () = 1,007276 u

m () = 4,001502 u

· 1 eV = 1,6 10 -19 J

· nombre díAvogadro : NA = 6,02 ´ 10 23 mol - 1.

· distance Terre-Soleil : R = 150 millions de km.

· célérité de la lumière dans le vide : c = 3,0 x 10 8 m/s

 

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A VOIR :

Exercice 10-A : Connaissances du cours n° 10.

Exercice 10-B : Energie de liaison et stabilité du noyau.

Exercice 10-C : Fission de l'uranium 235 - Energie électrique.

Exercice 10-D : Fusion dans les étoiles (ci-dessus).

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