Transformations Nucléaires

Question 1

Qu’est ce que sont des isotopes ?

Answer 1

Ce sont des atomes ayants tous le même nombre de protons Z, mais un nombre de neutrons N différent

Question 2

Qu’est ce qu’un noyau radioactif ?

Answer 2

C’est un noyau instable

Question 3

Qu’est ce que la radioactivité ?

Answer 3

La radioactivité est la manifestation spontanée d’une réaction nucléaire dans laquelle un noyau radioactif, appelé noyau père, se désintègre en un autre noyau, appelé noyau fils, et émet une particule

Question 4

Quand est ce que la radioactivité est dite naturelle ?

Answer 4

La radioactivité est dite naturelle lorsque les noyaux instables existent dans la nature

Question 5

Quand est ce que la radioactivité est dite artificielle ?

Answer 5

La radioactivité est dite artificielle
lorsque les noyaux instables sont créés en laboratoire

Question 6

Quand est ce que l’on parle de lois de conservation ou loi de Soddy ?

Answer 6

Quand il y a conservation de la charge électrique Z et du nombre de nucléons A

Question 7

Qu’est ce qu’une désintégration de radioactivité α (alpha) ?

Answer 7

Les noyaux sont instables en raison d’un excédent en nucléons. Ils se désintègrent en émettant un noyau d’hélium 42He, appelé particule α (alfa)

Question 8

Qu’est ce qu’une désintégration de radioactivité - (beta -) ?

Answer 8

Les noyaux se désintègrent en émettant un électron 0-1e, appelé particule -. Ces noyaux instables sont situés en dessous de la vallée de la stabilité du diagramme (N,Z) .

Question 9

Qu’est ce qu’une désintégration de radioactivité + (beta +) ?

Answer 9

Les noyaux se désintègrent en émettant un positon 0+1e, appelé particule +. Ces noyaux instables sont situés au-dessus de la vallée de la stabilité du diagramme (N, Z).

Question 10

Qu’est ce que « la val de la stabilité » ?

Answer 10

C’est l’ensemble des noyaux connus dans un diagramme (N ,Z), dans lequel les noyaux stables forment « la val de la stabilité ». Les émetteurs + se situent au dessus de la vallée et les émetteurs - en dessous de la vallée.

Question 11

Qu’est ce que la désexcitation y ?

Answer 11

À la suite d’une désintégration, le noyau fils peut être dans un état dit « excité ». Il devient stable en libérant l’excédent d’énergie qu’il possède sous forme d’un rayonnement électromagnétique de fréquence très élevée appelé rayonnement y. On note avec une étoile (*) ou un (m) en exposant les noyaux dans un état excité.

Question 12

Qu’est ce que la loi de décroissance radioactive ?

Answer 12

N(t) = No x e^ (-λ x t)

N : nb de noyaux radioactif
λ (lambda / constante radioactive) : s^ -1
t : s

Question 13

Quelle est l’équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants ?

Answer 13

Lim delta t~>0 (delta N / delta t) = dN(t) / dt = - λ x N(t)

λ : lambda
delta : triangle

Question 14

Qu’est ce que le temps de demi-vie ?

Answer 14

La demi-vie notes t1/2 est le durée au bout de laquelle le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon est divisé par 2.

Question 15

Comment exprimer t1/2 en fonction de  (lambda) ?

Answer 15

N(t1/2) = No / 2

Donc
No / 2 = No x e^ (-λ x t1/2)

On simplifie No
1/2 = e^ (-λ x t1/2)

Donc
ln (1/2) = ln(e^ (-λ x t1/2))

Avec
ln(a/b) = ln(a) - ln(b)
ln(1) = 0

Donc
ln(1) - ln(2) = -λ x t1/2
ln(2) = λ x t1/2

Donc
t1/2 = ln(2) / λ

Question 16

Qu’est ce que l’activité A ?

Answer 16

L’activité A (Bq) d’un échantillon radioactif est le nombre de désintégrations en 1 seconde

1 Bq = 1 désintégration / seconde

Question 17

Démontrer que A(t) = Ao x e^ (- x t)

Answer 17

A(t) = -dN / dt +  x N(t)

Donc
A(t) =  x N(t) =  x No x e^ (- x t)

Avec
Ao =  x No

Donc
A(t) = Ao x e^ (- x t)

 : lambda

Question 18

Comment dater un échantillon ?

Answer 18

La loi de décroissance radioactive permet de dater un échantillon si on connaît le nombre initial No de noyaux radioactifs en mesurant l’activité A(t) de l’échantillon ou le nombre N(t) de noyaux restants à la date t. Pour cela il faut que l’isotope soit présent initialement dans l’organisme ou l’objet à dater, le temps de demi-vie t1/2 de l’isotope ne soit pas trop court par rapport à l’âge de l’échantillon analysé.
Le plus connu des isotopes radioactifs utilisés est le carbone 14.

Question 19

Comment se servir de la radioactivité dans le domaine médical ?

Answer 19

La radioactivité est un phénomène naturel, mais on crée des éléments radioactifs artificiels utilisés en radiothérapie et en imagerie médicale.

Question 20

Comment se protéger des rayonnements radioactifs ?

Answer 20

Les rayonnements issus de la radioactivité sont ionisants. Selon leur énergie et
leur nature, ils peuvent avoir des effets néfastes sur les molécules du vivant.
Pour se protéger des rayonnements ionisants, il faut blinder la source, s’en éloigner ou mettre en place des écrans dont l’efficacité dépend de la nature et de l’épaisseur du matériau absorbant.