Énergie de liaison du noyau d'hélium 4 et stabilité nucléaire

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Énoncé

Le noyau d'hélium 4, de symbole , est un noyau particulièrement stable : c'est lui qui est émis lors des désintégrations . Données : masse du proton ; masse du neutron ; masse du noyau d'hélium 4 ; ; équivaut à ; ; énergie de liaison par nucléon du fer 56 : par nucléon. 1) Donner la composition du noyau . 2) Définir le défaut de masse, puis calculer sa valeur pour ce noyau, en puis en kilogrammes. 3) Calculer l'énergie de liaison de ce noyau, en MeV puis en joules. 4) Calculer l'énergie de liaison par nucléon de l'hélium 4 et la comparer à celle du fer 56. Lequel de ces deux noyaux est le plus stable ? 5) Quelle énergie faudrait-il fournir à un noyau d'hélium 4 initialement au repos pour le dissocier complètement en ses nucléons séparés et immobiles ?

Indices

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1 Indice 1
Le défaut de masse compare les nucléons séparés au noyau constitué. Convertis-le en kilogrammes par la valeur de $1\,\text{u}$ fournie.
2 Indice 2
L'énergie de liaison est exactement celle qu'il faudrait fournir pour dissocier le noyau : c'est la réponse à la question 5, sans calcul supplémentaire.

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La méthode — par où commencer

Le défaut de masse compare les nucléons séparés au noyau constitué. Convertis-le en kilogrammes par la valeur de fournie.

L'énergie de liaison est exactement celle qu'il faudrait fournir pour dissocier le noyau : c'est la réponse à la question 5, sans calcul supplémentaire.

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