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Radioactivité .pdf


Original filename: Radioactivité.pdf
Author: kant'1

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La radioactivité

I. Quelques dé finitions relatives aux noyaux d'atomes (rappel)
𝐴

La représentation symbolique du noyau d'un atome est 𝑍𝑋

X
est le symbole de l'élément chimique de numéro atomique Z.

Z
est le nombre de protons. Z est aussi appelé nombre de charge.

A
est le nombre de nucléons. A est aussi appelé nombre de masse.

N=A-Z est le nombre de neutrons présents dans le noyau.

Des noyaux sont appelés isotopes si ils ont le même nombre de charge mais des nombres de nucléons A
35

37

différents. Par exemple 17𝐶𝑙 et 17𝐶𝑙 .

II. La radioactivité

La radioactivité est le phénomène de désintégration spontanée d’un noyau instable. Elle ne dépend pas de
l’état physique, la température, pression… Elle entraine :




L'apparition d'un nouveau noyau,
L'émission d'une particule notée α, β+ ou β-.
(β+ = Antiparticule de l’élection, β-= électron)
L'émission d'un rayonnement électromagnétique noté γ .Cette émission de rayonnement n'est pas
systématique mais extrêmement fréquente.

La radioactivité est la transformation de certains noyaux au cours du temps. Cette transformation
s’accompagne d’un rayonnement d’émission de particules α ou bien β+, β-.
𝐴1
𝐴2
𝑍1𝑋  𝑍2𝑌 + Rayonnement
Un noyau père donne un noyau fils
Détection : on peut utiliser un compteur Geiger Muller, la chambre à brouillard ou le dosimètre.


Diagramme de Segré
Lorsque l'on range tous les noyaux connus dans un repère tel que celui présenté ci-contre, il
apparaît quatre zones:

Une zone rouge dans laquelle apparaissent les noyaux stables. Cette zone est appelée
vallée de stabilité. (ce sont donc des noyaux pour lesquels N=Z)

Une zone jaune dans laquelle se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité
de type α. Ce sont des noyaux lourds (N et Z sont grands donc A est grand).

Une zone bleue dans laquelle se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité
de type β-. Ce sont des noyaux qui présentent un excès de neutrons par rapport aux
noyaux stables de même nombre de masse A.

Une zone verte dans laquelle se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité
β+.Ce sont des noyaux qui présentent un excès de protons par rapport aux noyaux
stables de même nombre de masse A.
Au-dessus de N=92, aucun noyau n’est stable.



Equations nucléaires
Il existe deux lois :
Conservation des charges et conservation du nombre de nucléons
Désintégration alpha :
𝑨
𝒁𝑿

→ 𝟒𝟐𝑯𝒆 +

𝑨−𝟒
𝒁−𝟐𝒀

Désintégration B𝟎
𝑨
𝒁𝑿→ −𝟏𝒆

+

𝑨
𝒁+𝟏𝒀

Désintégration B+
𝟎
𝑨
𝒁𝑿→ +𝟏𝒆

+

𝑨
𝒁−𝟏𝒀

Désintégration γ

𝐴 ∗
𝑍𝑌

→ 𝐴𝑍𝑌 + γ

Désexcitation

III. La loi de la dé croissance radioactive

Cette loi permet de prévoir l’évolution d’une population de noyaux radioactifs.

∆N = -λ.N(t).∆t
∆N : Nombre de noyaux désintégrés
-λ : Constante de désintégration
N(t) : nombre de noyaux à la date t
∆t : temps d’observation

−∆N
= λ.N(t)
∆t

N(t)= N 0 .𝑒 −λ𝑡



Constante de temps



Temps de demi-vie
C’est la durée correspondante à la désintégration de la moitié des noyaux radioactifs initialement présents.
t(1/2) = période radioactive.
N0/2^n



Activité radioactive
C’est le nombre moyen de désintégrations pas unité de temps. Elle s’exprime en Becquerel (1 Bq = 1
désintégration par seconde)
A(t) =
A(t)=

−∆N
∆t

A 0 .𝑒 −λ𝑡


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