12 - Radioactivité et nucléaire Flashcards
Un atome est composé :
- d’un … qui est un assemblage de … et de … , lesquels constituent les …
- d’un … composé d’un cortège … qui gravitent autour du …
- Noyau / protons / neutrons / nucléons
- Nuage périphérique / électrons / noyau
- Le diamètre du nuage électronique sphérique de l’atome est de l’ordre de …m
- Le noyau occupe une sphère d’un diamètre de …m soit près de … fois plus petite que l’atome.
- L’espace entre le noyau et le nuage d’électrons est composé de …
- 10-10m
- 10-15m / 100000
- Vide
- Charge de l’électron : …
- Charge du proton : …
- Charge du neutron : …
- -1,6.10-19C / +1,6.10-19C / 0C
- Masse de l’électron : …
- Masse du proton : …
- Masse du neutron : …
9,1.10-31kg / 1,67.10-27kg / 1,67.10-27kg
Un nucléide est une espèce atomique qui se différencie des autres espèces soit par son … soit par son … La représentation symbolique d’un nucléide est ..
Nombre de masse (A) / numéro atomique (Z) / AZX
- Z est le nombre de … ou … ou …
- A est le nombre de … ou …
- N = … est le nombre de …
- Protons / numéro atomique / nombre de charge
- Nucléons / nombre de masse
- N = A - Z / neutrons
- Des noyaux sont dits isotopes s’ils ont le même nombre de … mais un nombre de … différent
- Certains isotopes sont … : ils peuvent se … en émettant des rayonnements radioactifs
- Protons / masses
- Instables / désintégrer
Le noyau confère à un élément considéré ses propriétés … alors que le nuage électronique lui confère ses propriétés … Ainsi, les isotopes ont les mêmes propriétés … puisqu’ils ont le même nombre d’… , mais la différence de … de leur noyau modifie leurs propriétés physiques
Nucléaires / chimiques / Chimiques / électrons / masse
Des noyaux sont dits :
- isotopes s’ils ont le même nombre de …
- isobares s’ils ont le même nombre de …
- isotones s’ils ont le même nombre de …
Protons / Nucléons / Neutrons
Dans la nature, la plupart des noyaux d’atomes sont … Mais certains atomes ont des noyaux instables dûs à un … de protons ou de neutrons. Ceux-ci sont radioactifs et sont dits …
Stables / excès / radionucléides
Un noyau atomique est radioactif s’il se transforme de façon … en un autre noyau atomique, radioactif ou non. Ainsi, l’uranium 238 tend à se transformer en une forme stable, le plomb 206
Spontanée
La radioactivité est une réaction dite … car elle concerne le … de l’atome (par opposition à une réaction chimique qui ne dépend que des … entre atomes sans modification du …)
Nucléaire / noyau / liaisons chimiques / noyau
La transformation irréversible d’un atome radioactif en un autre atome est appelée … Elle s’accompagne d’une émission de différents types de … La désintégration radioactive est … , … et …
Désintégration / Rayonnements / Aléatoire / spontanée / irréversible
- Lois de Soddy : lors d’une tranformation nucléaire, il y a … du nombre de charge Z et du nombre de masse A.
- Ainsi, pour la réaction nucléaire :
AZX → A1Z1Y + A2Z2Y
- Conservation du nombre de … : A = …
- Conservation du nombre de … : Z = …
- Toutes les réactions nucléaires (y compris la fission et la fusion) vérifient la … du nombre de masse et de la charge électrique
- Conservation
-
AZX → A1Z1Y + A2Z2Y
- Nucléons : A = A1+A2
- Charges : Z = Z1+Z2
- Conservation
Dans un noyau atomique, il existe des forces nucléaires … d’interaction forte à courte portée de l’ordre de …m entre les … qui assurent la cohésion de certains noyaux
Attractives / 10-15m / nucléons
On peut classer tous les noyaux connus dans un graphique appelé … , représentant le nombre de N en fonction du nombre de protons Z
Diagramme de Segré
Pour Z < 30 :
- Les noyaux stables se situent au voisinage de la droite d’équation N=… (première …) ou A=…
- Ils comportent autant de neutrons que de …
- C’est le cas de 42He, 126C, 147N, 168O, 2412Mg
N=Z / bissectrice / A=2Z / Protons
Noyau radioactif > Stabilité du noyau atomique > Courbe de stabilité
- Pour Z > 30 : le nombre de … augmente plus vite que le nombre de …
- Les points se répartissent au-… de la droite N=Z :
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radiactivité de type … Ce sont des noyaux … (A est …)
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité de type … Ce sont des noyaux qui présentent un excès de … ou un déficit de … par rapport aux noyaux … de même A
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité … Ce sont des noyaux qui présentent un excès de … par rapport aux noyaux … de même A
- Neutons / protons
- Au-dessous
- α / lourds / grand
- β- / neutrons / protons / stables
- β+ / protons / stables
Des noyaux sont dits radioactifs α s’ils émettent des noyaux d’… La radioactivité α concerne les noyaux … (A >…)
Hélium 42He / Lourds / 400
Radioactivité α > Equation de désintégration
- AZX → …
- La … est éjectée du noyau avec une certaine énergie …
- Ex - l’uranium est radioactif α :
23892U→23490Th + 42He
AZX → A-4Z-2Y + 42He / Particule α / cinétique
Radioactivité α > Equation de désintégration avec rayonnement γ
- Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un …
- AZX → …
- Excité Y* / rayonnement γ
- AZX → A-4Z-2Y* + 42H
Radioactivité α > Caractéristiques
Ces particules sont arrêtées par quelques centrimètres d’… ou par une … mais elles sont très … et donc très dangereuses pour l’homme
Air / feuille de papier / ionisantes
Un noyau est dit radioactif β- s’il émet un … et un … qui est une particule sans … et sans … qui se déplace à la vitesse de la lumière. L’électron est une particule élémentaire de charge électrique …
Electron / antineutrino / charge / masse / -1
La radioactivité β- concerne les … présentant un excès de … Ce dernier en excès se transforme en … suivant l’équation-bilan …
Noyaux instables / neutrons / Proton / 10N→ 11p + 0-1e
Radioactivité β- > Conséquence : le noyau garde le même nombre de … (la radioactivité β- est une transformation …) donc la … ne change pas, mais Z … d’une unité et N … d’une unité
Nucléons A / isobare / masse atomique / augmente / diminue
Radioactivité β- > Equation de désintégration
L’… est éjecté du noyau avec une grande énergie … Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un … : AZX→…
Electron / cinétique /Excité Y* / rayonnement γ /
AZX → AZ+1Y + 0-1e
Un noyau est dit radioactif β+ s’il émet un … et un … qui est une particule élémentaire de masse et de charge électrique … Le position ou positron est l’… associée à l’… et de charge électrique de …
Positon 01e / neutrino / nulles / Antiparticule / électron / +1
La radioactivité β+ concerne les noyaux … présentant un excès de … Ce dernier se transforme en un … et un … suivant l’équation-bilan 11p → … La radioactivité β+ ne concerne que des …
Instables / protons / Positon / neutron / 11p → 10n + 01e / Noyaux artificiels
Radioactivité β+ > Conséquence : le noyau garde le même nombre de … (la radioactivité β+ est une transformation … ), Donc la … ne change pas, mais N … d’une unité et Z … d’une unité
- Nucléons A / isobare
- Masse atomique / Augmente / diminue
Radioactivité β+ > Equation de la désintégration
Le … est éjectée du noyau avec une grande énergie … Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un … : AZX → …
Positon / cinétique / Excité Y* / rayonnement γ / AZX → AZ-1Y + 01e
Les particules β+ et β- sont assez peu pénétrantes Elles sont arrêtées par quelques millimètres d’… Ces particules ont une durée de vie très … car quand un positon rencontre un électron et vice versa, les 2 particules s’… pour donner de l’énergie sous forme d’un … suivant le bilan …
Aluminium / Courte / annihilent / rayonnement γ /
0-1e + 01e = γ
Radioactivité γ : Lors d’une désintégration nucléaire, le noyau fils Y issu de la désintégration du noyau … est dans un état momentanément … appelé état … et noté … Le noyau fils possède un … d’énergie qu’il va libérer sous forme de … pour devenir … : on dit qu’il se … 12553I → 12553I* + γ
Père / instable / Excité / Y* / Excédent / rayonnement γ / stable / désexcite
Le rayonnement γ est de type … , constitué de … comme la lumière visible ou les rayons X, mais beaucoup plus … Les rayons γ sont plus pénétrants que les rayonnements α et β (il faut quelques centimètres de … ou plusieurs mètres de …) mais sont moins …
Eléctromagnétique / photons / énergétique / plomb / béton / ionisants
- Ondes γ : longueur d’onde de …m à …m
- Rayons X : longueur d’onde de …m à …m
- 10-13m à 10-11m
- 10-11m à 10-8m
Décroissance radioactive > On considère un échantillon contenant N noyaux radioactifs (non désintégrés) présents à un instant t et la constante radioactive λ caractéristique de chaque radionucléide, et qui représente la probabilité de désintégration d’un noyau par unité de temps. Autrement dit, la probabilité de désintégration entre t et t+Δt est : …
λΔt
Décroissance radioactive > La variation des noyaux radioactifs désintégrés est ΔN = … (ΔN < 0 car N …)
ΔN = -λΔt x N / diminue
Décroissance radioactive > ΔN/Δt = … Quand Δt→0, on obtient l’équation différentielle … La solution de cette équation différentielle donne la … : N(t) = …
ΔN/Δt = -λN ; dN/dt = -λN ; Loi de décroissance radioactive : N(t) = N0e-λt où N0 est le nombre de noyaux radioactifs et λ est la constante radioactive
Constante radioactive λ est homogène à l’… du temps : λ s’exprime en … La constante de temps τ est telle que τ = … et s’exprime en …
Inverse / s-1, min-1, h-1, j-1, an-1/ τ = 1/λ / s, min, h, j, an