La radioactivité
noyau d'un atome: ZA X X : symbole de l'élément chimique Z est le nombre de protons. Z nombre de charge. A est le nombre de nucléons. A nombre de masse. N = A - Z est le nombre de neutrons présents dans le noyau. isotopes : même nombre de charge mais des nombres de nucléons A différents. lois de conservation : lors d'une désintégration radioactive a ou b il y a conservation du nombre de charge Z et du nombre de nucléons A. radioactivité a ZAX-->Z-2A-4Y+24He radioactivité b- ZAX-->Z+1AY+-10e radioactivité b+ ZAX-->Z-1AY++10e désexcitation g : un nouyau exité libère l'énergie excédentaire en émettant un photon g. loi de décroissance radioactive   demi-vie radioactive,(ou période) notée t½ : durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initiaux se sont désintègrés. L'activité A : nombre moyen de désintégrations par seconde Elle s'exprime en becquerels dont le symbole est Bq (1Bq=1 désintégration par seconde). A = lN la masse est une des formes que peut prendre l'énergie E = m.c2 E: énergie du système en joules (J) ; m: masse du système en kilogrammes (kg) ; c: vitesse de la lumière dans le vide (c=3,0.108m.s-1) La fusion nucléaire est une réaction au cours de laquelle deux noyaux légers s'unissent pour former un noyau plus lourd. La fission est une réaction nucléaire provoquée au cours de laquelle un noyau lourd "fissible" donne naissance à deux noyaux plus légers	L'uranium 238 (Z=92) est radioactif a. Le noyau fils obtenu est radioactif b -, etc... A partir de l'uranium 238, et après x désintégrations a et y désintégrations b - le noyau stable obtenu est le plomb 206 ( Z=82). - Quelles sont les valeurs de x et y ? Une substance radioactive, dont la demi-vie vaut 15 s émet initialement 3 108 particules a par seconde. Combient reste-t-il de noyaux radioactifs après 45 s ? La mesure de la radioactivité du carbone 14 dans les bois carbonisés lors d'une éruption volcanique donne en moyenne 4,8 désintégrations par gramme et par minute (d.p.m) alors qu'un bois vivant donne 13,5 d.p.m en moyenne. La demi-vie du carbone 14 vaut 5590 ans. - A quelle époque remonte l'éruption volcanique ? corrigé 23892U--> 23490X + 42He lors d'une émission alpha : le nombre de masse diminue de 4 et le numéro atomique diminue de 2. 23490X --> 23491Y + 0-1e lors d'une émission béta : le nombre de masse ne change pas et le numéro atomique augmente de 1. en passant de 23892U au plomb 20682Pb il faut x désintégrations alpha et y désintégrations béte. 238-206 = 32 = 4x soit x=8 92-82=10 = 2x -y soit y = 6 45 s = 3 demi-vie radioactive : l'activité est en conséquence divisée par 23 = 8 A0 = 3 108 Bq et A(t=45s) = 3/8 108=3,75 107 Bq constante radioactive : l= ln2 / t½ = 0,046 s-1. A0=lN0 soit N0 = 3 108 / 0,046 = 6,52 109 noyaux initiaux N= N0/8 = 8,15 108 noyaux à la date t=45 s. A =A0 exp(-lt) soit ln (A0/A)=lt avec lt½=ln2 ln (A0/A)= ln2 t / t½ soit t = t½ ln (A0/A)/ ln2 t = 5590*ln(13,5/4,8)/ 0,693 = 8340 ans.
Le radium 22688Ra se désintègre spontanément en émettant une particule a. Le noyau fils est un isotope du radon (Rn), gaz dans les conditions ordinaires de température et de pression. L'isotope 22688Ra est radioactif b-. Préciser en le justifiant si la masse d'un noyau de radium est égale à la somme des masses de ses nucléons. Ecrire l'équation de désintégration du radium 22688Ra. Préciser en le justifiant si le radium 22688Ra et le radon 22686Rn sont isotopes. Donner le nom du noyau fils résultant de la désintégration du radium 22688Ra. La demi vie du radon 22286Rn est de 3,8 jours. Donner le pourcentage de noyaux de radon 22286Rn restants par rapport au nombre initial au bout de 11,4 jours. Le noyau de radium 22688Ra est obtenu à partir d'une suite de désintégrations radioactives a et b- du noyau d'uranium 23892U. Déterminer le nombre de particules a et le nombre d'électrons émis au cours de ces désintégrations successives. Un échantillon de "radium 226" a un activité de 6 105 Bq. Déterminer le nombre de noyaux de radium 22688Ra désintégrés en une minute. Déterminer l'énergie libérée ( en MeV) au cours de de la réaction de désintégration du radium 22688Ra. La teneur en radon 22286Rn dans les gaz du sol a été déterminée en mesurant une activité de 3,75 103 Bq par m3 de gaz prélevé. La constante radioactive l du radon est 2,1 10-6 s-1. déterminer la quantité de matière (mol) en 22286Rn dans 1 m3 responsable de cette activité. NA= 6,02 1023 mol-1.masse noyau helium : 4,003 u ; masse du noyau de radium 226 : 226,05 u ; masse du noyau de radon 222 : 222,042 u; énergie de masse correspondante à 1u : 930 MeV Radon (Z=86) ; Francium (Z=87) ; Radium (Z=88) : Actinium (Z=89) ; Thorium (Z=90) ; Proactinium (Z=91) ; Uranium (Z=92) aide aux calculs : 3,75 / 2,1 = 1,79 ; 1,79 / 6,02 = 0,3.   corrigé la masse d'un noyau de radium est inférieure à la somme des masses de ses nucléons : la perte de masse correspond à l'énergie de cohésion du noyau 22688Ra-->22286Rn + 42He ( noyau fil "radon 222" ) deux isotopes ne diffèrent que par leur nombre de neutrons ( donc même numéro atomique ) : le radium 22688Ra et le radon 22686Rn ne sont donc pas isotopes. 11,4 jours correspond à 3 fois la demi vie : donc le nombre de noyaux initiaux est divisé par 23 = 8 ; il ne reste donc que 12,5 % de noyaux radioactifs. à chaque désintégration b- le numéro atomique augnente de 1 unité alors que le nombre de masse A ne change pas. à chaque désintégration a le numéro atomique diminue de 2 unités et le nombre de masse diminue de 4 unités or le nombre de masse diminue de 238-226 = 12 unités : donc 3 désintégrations de type a. en conséquence le numéro atomique diminue de 6 unités ; or au total on observe une diminution de 92-88 = 4 unités donc 2 désintégrations de type b-. l'activité est le nombre de désintégrations par seconde soit 6 105. en 1 min = 60 secondes : 60*6 105 = 3,6 107 noyaux se désintègrent. |Dm|= |4,003 + 222,042-226,05| =5 10-3 u énergie libérée : 5 10-3*930 = 4,65 MeV. A=l N soit N= A /l = 3,75 103 / 2,1 10-6 = 3,75/2,1 109 = 1,79 109 noyaux dans une mole il y a 6,02 1023 noyaux Quantité de matière (mol) = 1,79 109 / 6,02 1023 = 1,79 /2,1 10-14 = 0,3 10-14 mol.
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