La particule manquante d'une transmutation

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (seconde), chapitre 5 — Transformations Physiques et Nucléaires · Écriture symbolique d'une réaction nucléaire

Énoncé

En bombardant de l'aluminium par des noyaux d'hélium 4, on obtient du phosphore 30 selon l'écriture symbolique $X_{13}^{27} X_{213}^{227} Al + X_{2}^{4} X_{22}^{24} He X_{15}^{30} X_{215}^{230} P + X_{Z}^{A} X_{2 Z}^{2 A} X$

1. Déterminer $A$ par conservation du nombre de masse.<br> 2. Déterminer $Z$ par conservation du numéro atomique.<br> 3. Identifier la particule $X_{Z}^{A} X_{2 Z}^{2 A} X$ et réécrire l'équation complète.<br> 4. Cette transformation est-elle physique, chimique ou nucléaire ? Justifier.

Corrigé

1. La conservation de $A$ . Le nombre total de nucléons est le même de part et d'autre : $27 + 4 = 30 + A ⟹ 31 = 30 + A ⟹ A = 1.$

2. La conservation de $Z$ . Le nombre total de charges est lui aussi conservé : $13 + 2 = 15 + Z ⟹ 15 = 15 + Z ⟹ Z = 0.$

3. Un neutron. Une particule de nombre de masse $1$ et de numéro atomique $0$ est un neutron $X_{0}^{1} X_{20}^{21} n$ : elle compte pour un nucléon, mais pour aucune charge. $X_{13}^{27} X_{213}^{227} Al + X_{2}^{4} X_{22}^{24} He X_{15}^{30} X_{215}^{230} P + X_{0}^{1} X_{20}^{21} n$ Vérification : $A$ : $31 = 30 + 1$ ; $Z$ : $15 = 15 + 0$ .

4. Nucléaire. Les espèces portent une notation $X_{Z}^{A} X_{2 Z}^{2 A} X$ et les symboles chimiques changent : l'aluminium et l'hélium disparaissent, le phosphore apparaît. Les éléments chimiques ne sont pas conservés — c'est la signature d'une transformation nucléaire.

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