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Cours et Exercices corrigées "Décroissance radioactive", physique chimie 2 bac international, option français, sciences physique, sciences maths, sciences de la vie et de la terre. dans ce chapitre, on va voir: Stabilité et instabilité des noyaux, Composition du noyau, L'élément chimique, Les nucléides, La radioactivité, Propriétés de la radioactivité, Lois de conservation, Les différents types d'émissions radioactives, La loi de décroissance radioactive, La datation par la radioactivité. Voir plus: I – Stabilité et instabilité des noyaux: 1– Composition du noyau: Le noyau d'un atome est constitué de nucléons ( protons et neutrons). Le noyau d'un atome d'un élément chimique est représenté par le symbole: 𝑿𝒁𝑨 avec: 𝑨: nombre de masse et représente le nombre de nucléons (protons et neutrons). 𝒁: nombre de charge et représente le nombre de protons. 𝑵: nombre de neutrons se détermine par l'expression: 𝑵=𝑨−𝒁. 2– L'élément chimique: L'élément chimique est constitué par l'ensemble des atomes et des ions ayant le même nombre de protons.
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10 21 (noyaux). Remarque: Le nombre de noyaux peut se mettre sous la forme:. Le terme n'est que la masse atomique m a d'élément iode. Qui a comme valeur: m a =Z. m p +(A-Z) m n, Or l'exercice 2 propose l'approximation m p ~ m n Soit donc m a = Z. m p +(A-Z). m p =Am p et le résultat final est: Q 5. On sait que λ = ln(2)/ t ½. (La démonstration n'est pas demandée) Application numérique:λ= ln ( 2) / ( 8, 1. 24. 3600) = 9, 9. 10 -7 s -1 Q 6. L'activité nucléaire à un instant t de l'échantillon est: a(t)=a 0 e - λt =l N0. e - λt Et puisque: N(t)=N 0 e - λt déjà calculé dans la question 4. On a alors a=λ. N, Application numérique: a=9, 9. 10 -7. 4, 59. 10 21 =4, 55. 10 15 (Bq). Exercice corrigé 3 - Décroissance radioactive radioactivité de l'élément phosphore P: Le phosphore 32, isotope radioactif artificiel est utilisé en médecine nucléaire. Le phosphore 32 émet un rayonnement β - pouvoir de pénétration est très faible: il n'agit que sur 1 à 2 mm Sa demi-vie est t 1/2 = 14, 28 jours. Il se présente sous forme d'une solution d'hydrogénophosphate de sodium qui s'injecte par voie veineuse pour traiter la polyglobulie primitive (maladie de Vaquez).
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Décroissance Radioactive - Cours et Exercices Corrigés - 2 Bac - [Partie 2] - YouTube
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L'équation Le nombre N ( t) de noyaux radioactifs d'un échantillon diminue au cours du temps du fait de la désintégration radioactive. Pendant une durée Δ t, la variation du nombre de noyaux Δ N ( t) est à la fois proportionnelle à la durée et au nombre de noyaux encore présents N ( t). ∆ N ( t) = –λ × N ( t) × ∆ t avec: ∆ N ( t) la variation du nombre de noyaux radioactifs à un instant t: ∆ N ( t) = N ( t) – N 0 λ la constante radioactive, en s – 1 N ( t) le nombre de noyaux encore présents à un instant t t est la durée, en s La constante radioactive λ est caractéristique du noyau radioactif et représente la probabilité de désintégration par unité de temps, d'un noyau radioactif. Exemples – Constante radioactive selon le noyau radioactif Noyau Uranium 238 Technétium 99 Carbone 14 Iode 131 λ (en s – 1) 4, 92 × 10 – 18 1, 04 × 10 – 13 3, 83 × 10 – 12 9, 90 × 10 – 7 Remarque Δ N ( t) est négatif car la population de noyaux diminue. On établit l'équation vérifiée par N ( t): ∆ N ( t) = –λ × N ( t) × ∆ t = –λ × N ( t) On fait tendre Δ t vers zéro afin d'en obtenir la limite, qui correspond à la dérivée de N ( t) par rapport au temps t.
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Donner l'expression de l'activité a(t) en fonction de λ et N(t). Calculer l'activité radioactive a de cet échantillon. Données: 54 Xe, 52 Te. La Constante d'Avogadro N A =6. 02. 10 23 mol -1. Approximation: m p ~ m n. Correction exercice 2 de la série de transformations nucléaires 2 bac biof Q1. Composition du noyau: Le noyau de l'iode comporte un nombre de protons de Z=53, et un nombre N=78 de neutrons. Q2. Le nombre de neutron est grand par rapport au nombre de proton, on doit avoir une désintégration de type bêta moins: β -. Q3. Équation de désintégration ( transformation nucléaire) type bêta moins: β - D'après la loi de conservation de Soddy: Conservation de nombre protons: 53=Z -1 donc Z=54 Conservation de nombre de nucléons: 131=A Le noyau fils n'est que: 54 Xe et la réaction de désintégration devient sous la forme: Q4. soit N le nombre de noyaux contenus dans un gramme d'échantillon d'iode. On a la quantité de matière: on obtient alors Application numérique: N=(1 / 131). 6, 02. 10 23 =4, 59.
La radioactivité est une désintégration naturelle d'un noyau radioactif à un noyau fils plus stable avec émission d'une particule. Elle s'exprime par l'équation suivante: 𝑿𝒁𝟏𝑨𝟏→𝒀𝒁𝟐𝑨𝟐+𝑷𝒁𝟑𝑨𝟑. Où 𝑿 est le symbole du noyau père, 𝒀 celui du noyau fils et 𝑷 celui de la particule émise. 3– Propriétés de la radioactivité: La radioactivité est: Aléatoire: on ne peut pas prédire l'instant exact où un noyau va se désintégrer. Spontanée: la désintégration se fait sans intervention extérieure. Inévitable: le noyau radioactif sera désintégrer tôt ou tard, rien ne peut l'empêcher. Ne dépend pas des facteurs extérieurs comme la pression, la chaleur, … Ne dépend pas de liaisons chimiques formées par l'atome qui contient le noyau radioactif. 4– Lois de conservation: Les transformations nucléaires obéissent à des lois de conservation, appelées lois de conservation de Soddy: Lors des transformations nucléaires, il y a conservation du nombre de charge Z et du nombre de nucléons A. Exemple: 𝑼𝟗𝟐𝟐𝟑𝟖→𝑻𝒉𝟗𝟎𝟐𝟑𝟒+𝑯𝒆𝟐𝟒 et 𝑻𝒉𝟗𝟎𝟐𝟑𝟒→𝑷𝒂𝟗𝟏𝟐𝟑𝟒+𝒆−𝟏𝟎.