La radioactivité

Synthèse P4

I Rappel : le noyau atomique

représente un noyau atomique de symbole chimique X, constitué de Z protons (numéro atomique ou nombre de charge) et de (A -Z) neutrons.

Deux noyaux sont isotopes du même élément s’ils ont le même numéro atomique Z, mais des nombres de nucléons A différents.

II La radioactivité

II-1Définition : Lorsqu’un noyau (père) est instable, il peut subir une transformation aboutissant à la formation d’un nouveau noyau (fils) stable ou lui même instable. Ce phénomène porte le nom de radioactivité.

Le noyau qui se désintègre est dit noyau radioactif.

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II-2 Propriétés.

Les transformations radioactives sont :

· indépendantes des combinaisons chimiques

· indépendantes de la température et de la pression

· spontanées

· inéluctables

· aléatoires.

II-3 Les équations des réactions nucléaires

Ces équations vérifient la conservation de la charge électrique, et la conservation du nombre de nucléons.

II-4 Les différents types de radioactivité

Radioactivité	noyaux concernés	particules émises		équation de la réaction nucléaire
α	noyaux lourds	noyaux d’hélium
b^-	noyaux possédant un excès de neutrons	électrons
b^+	noyaux possédant un excès de protons	positons
En général le noyau fils formé l’est sous un forme instable Y*, pour se désexciter, ce noyau émet un rayonnement électromagnétique g , ce rayonnement accompagne en général les 3 types de radioactivité.

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III Loi de décroissance radioactive

III-1 La loi de décroissance

Pour un échantillon contenant N₀ noyaux radioactifs à l’instant t = 0 ;

le nombre N(t) de noyaux encore présents à l’instant t est donné par la loi de décroissance radioactive :

N(t) = N₀e^-λt

III-2 Les constantes radioactives

Chaque type de noyaux est caractérisé par trois constantes liées entre elles.

la constante radioactive λ (en s^-1)

la constante de temps t = 1/λ (en s)

la demi-vie t_1/2 = (unité en s) qui représente la durée au bout de laquelle la moitié

de la quantité initiale de noyaux radioactifs contenu dans l’échantillon s’est désintégrée

III-3 L’activité radioactive

L’activité A(t) d’une substance radioactive mesure le nombre moyen de désintégrations par unité de temps :

A(t) = -dN(t) /dt = λN(t)

(son unité est le becquerel ® 1 Bq = 1 désintégration par seconde)

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Réalisation JMPodvin – Juillet 2002