Exercice 2 — Combustible MOX pour limiter les déchets nucléaires (5 points)
Le MOX recycle le plutonium 239 issu du combustible usé. On étudie la fission de l'uranium, la filiation menant au Pu239, sa décroissance et la gestion des déchets.
Données : âge de la Terre ≈ 4,5×10⁹ ans ; M(Pu239)=239 g·mol⁻¹ ; N_A=6,02×10²³ mol⁻¹ ; N(t)=N₀·e⁻ᵗᵗ ; A(t)=λ·N(t).
Noyau
²³⁸U
²³⁵U
²³⁹Pu
²³⁵Np
¹⁴⁰Ba
²³⁵Pu
⁹³Kr
t½
4,5×10⁹ a
7,04×10⁸ a
24 110 a
396 j
12,8 j
25 min
1,3 s
Q1. Composition du noyau d'uranium 235. Q2. Isotope(s) de l'uranium 235 dans le tableau 1. Q3. Pourquoi ²³⁸U subsiste depuis l'origine, pas ²³⁹Pu.
Q5. Trois équations U238 → Pu239 ; nom de la particule β⁻. Q6. Type de radioactivité de ²³⁹Pu → ²³⁵U + ⁴₂He. Q7. Établir λ = ln(2)/t½ ; montrer λ(Pu239)=9,1×10⁻¹³ s⁻¹.
Classification des déchets (tableau 2) : vie très courte (<100 j), vie courte (≤31 ans), vie longue (>31 ans).
Q8. Intérêt du MOX : comment sont gérés les déchets de la catégorie du Pu239.
📖Le contexte (énoncé)
📋 ÉNONCÉ (mot pour mot)
Le MOXMOX : combustible nucléaire à base de plutonium 239 et d'uranium appauvri, qui recycle les déchets nucléaires. recycle le plutonium 239. On étudie la fission de l'uranium, la filiation qui produit le Pu239, sa décroissance radioactive et la gestion des déchets.
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