La radioactivité, cours de physique , ts04ph

Phys. N° 04

La Radioactivité.

Cours.

Exercices

 

 

 
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Programme 2012 : Physique et Chimie

Programme 2020 : Physique et Chimie

I- Stabilité et instabilité des noyaux.

1) Composition du noyau d'un atome.

2)- Isotopes.

3)- Masse d'un noyau.

4)- Stabilité des noyaux.

CRAB

II- La radioactivité.

1) Historique.

2)- Les émissions radioactives.

3)- Définition.

4)- Lois de conservation : Lois de SODDY.

5)- Les équations de la radioactivité.

6)- Les détecteurs utilisés.

7)- Le diagramme de stabilité.

III- Loi de décroissance radioactive.

1)- Caractère aléatoire d’une désintégration radioactive.

2)- La constante radioactive.

3)- Loi de décroissance radioactive.

4)- Demi-vie.

5)- Courbe de décroissance et Constante de temps.

6)- Activité d’un échantillon radioactif.

IV- Applications à la radioactivité.

1)- La radioactivité naturelle.

2)- La radioactivité artificielle.

3)- La datation au carbone 14.

4)- Les effets biologiques de la radioactivité.

V- Applications :

1)- QCM :

2)- Exercices :

TP Physique N° 04 Caractère aléatoire du phénomène de désintégration radioactive.

Radioactivité (Documents C.E.A)

 

QCM N° 08
Radioactivité
Sous forme de tableau

 

1)-  Exercice 12 page 116.

2)- Exercice 14 page 117.

3)- Exercice 21 page 117.

4)- Exercice 29 page119.

Pour aller plus loin : 

Mots clés :

Instabilité des noyaux ; la radioactivité ; la loi de décroissance radioactive ;

les applications de la radioactivité ; radioactivité alpha et beta ; ...

haut

I- Stabilité et instabilité des noyaux.

1)- Composition du noyau d’un atome.

-   En 1911, Ernest Rutherford (physicien anglais) a découvert que l’atome

-  (dont l’ordre de grandeur du rayon est de l’ordre de 100 pm)

-  possède un noyau (dont l’ordre de grandeur du rayon est de quelques femtomètres 1 fm = 10 –15 m).

- En conséquence le noyau de l’atome est 100 000 fois plus petit que l’atome.

-  De plus, il rassemble pratiquement toute la masse de l’atome.

- Le noyau est constitué de particules appelées nucléons.

-  Les nucléons sont de deux types : les protons et les neutrons.

-  Caractéristiques du proton :
-  Masse :  mp = 1,67265 x 10 – 27 kg
-  Charge :  + e = 1,602189 x 10 – 19 C
-  C est le symbole du Coulomb unité de charge électrique.
-  Caractéristiques du neutron :  
-  Masse :  mn = 1,67496 x 10 – 27 kg

  

- Remarque : e  représente la charge élémentaire. 

- Toute charge électrique s’exprime en un nombre entier de charges élémentaires : q = ± n e 

- La masse du neutron est voisine de celle du proton : mp ≈ mn  

- Le nombre de nucléons est noté A, on l’appelle aussi le nombre de masse.

- Le nombre de protons que contient le noyau est noté Z.

-  On l’appelle le numéro atomique ou le nombre de charge.

-  Les deux nombres A et Z suffisent pour caractériser un noyau.

-  Le nombre de neutrons : A – Z.

haut

2)- Isotopes. (Même place dans la classification périodique).

- A chaque couple de valeurs (Z, A), correspond un type de noyau que l’on note : 

A

Z

X

  , où X est le symbole de l’élément chimique.

- En conséquence, la notation représente le noyau d’un atome.

- Des noyaux possédant le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons sont appelés isotopes.

- Il existe environ 350 noyaux naturels et plus de 2500 noyaux artificiels obtenus en laboratoire.

- Exemples :

Atomes isotopes

12

6

C

 

13

6

C

 

14

6

C

98,9 %

1,1 %

Traces

Composition d'un morceau de graphite

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3)- Masse d’un noyau.

-  On utilise une unité adaptée à la physique nucléaire : l’unité de masse atomique.

- L’unité de masse atomique u est le douzième de la masse du carbone 12.

1 .u = 1,6605402 x 10–27 kg.

-  Exemple : la masse d’un noyau d’Hélium He (4, 2)  est m H ≈ 4,001 51 u. 

-  En conséquence, la masse d’un noyau X (A, Z) est voisine de A en unité atomique.

- Un nucléon étant environ 1850 fois plus lourd qu’un électron, la masse d’un noyau est voisine de celle de l’atome correspondant.

haut

4)- Stabilité des noyaux.

-  La stabilité des noyaux résulte de la compétition entre l’interaction forte, responsable de l’attraction des nucléons et

-  de l’interaction électromagnétique responsable de la répulsion entre les protons.

-  L’interaction forte est intense mais de très courte portée (de l’ordre du femtomètre : 1 fm = 10 –15 m, soit un milliardième de micromètre.) 

-  La stabilité des noyaux obéit aussi aux lois de la mécanique quantique : un noyau possédant trop de particules de même type est instable.

-  Dans les petits noyaux, il y a une tendance à la symétrie :

-  Le nombre de protons est égal au nombre de neutrons pour les noyaux stables.

 

-  Un noyau est instable s’il possède trop de protons par rapport au nombre de neutrons.

-  Un noyau est instable s’il possède trop de neutrons par rapport au nombre de protons.

-  Un noyau est instable s’il possède trop de protons et trop de neutrons.

 

-  Un noyau instable est un noyau qui possède :

- Trop de protons

- Trop de neutrons

- Trop de nucléons.

- Exemples : le carbone 14 est instable, l’oxygène 14 est instable, de même l’uranium 238 est instable.

 

-  La cohésion du noyau est due à l’existence d’une interaction forte, attractive qui unit l’ensemble des nucléons et

-  qui prédomine devant l’interaction électrique (répulsion entre les protons).

-  Il y a antagonisme entre l’interaction forte et la répulsion des protons.

-  Dans certains cas la cohésion n’est pas suffisante, on dit que les noyaux sont instables.

-  Ils se désintègrent spontanément, on dit qu’ils sont radioactifs. Ce sont des radionucléides.

haut

II- La radioactivité.

1)- Historique.

-  La radioactivité a été découverte par Henri Becquerel en 1896 (1852 – 1908). 

-  Il découvre la radioactivité de l’uranium au cours de travaux sur la phosphorescence.

-  Les travaux sont poursuivis par Pierre et Marie Curie. 

-  En 1898, ils découvrent la radioactivité du polonium Po 210 et du radium Ra 226.

-  En 1903 : prix Nobel de physique (Henri Becquerel avec Pierre et Marie Curie).

-  La radioactivité artificielle fut mise en évidence en 1934 par Irène et Frédéric Joliot – Curie. 

-  Ils ont créé par réaction nucléaire un isotope radioactif du phosphore.

-  On connaît actuellement, une cinquantaine de nucléides naturels radioactifs et environ 1200 nucléides artificiels radioactifs.

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2)- Les Émissions Radioactives.

- Une source radioactive peut émettre :

- Des particules

- Un rayonnement γ.

- Les particules émises sont de trois types : les particules α , β+ et β– .

 

a)-  Les particules α  (alpha).

-  Ce sont des particules plus , des noyaux d’hélium dont l’écriture symbolique : He (4, 2) , ion   He2+.

-  Ces particules sont éjectées à grande vitesse v ≈ 2,0 x 10 7 m / s.

-  Ce ne sont pas des particules relativistes.

-  Les particules sont directement ionisantes mais peu pénétrantes.

-  Elles sont arrêtées par une feuille de papier et par une épaisseur de quelques centimètres d’air.

-  elles pénètrent la peau sur une épaisseur de l’ordre de quelques micromètres.

-  Elles ne sont pas dangereuses pour la peau.

-  Par contre, elles sont dangereuses par absorption interne : inhalation, ingestion.  

 

b)-  Les particules β (bêta).

-  On distingue :

- Les particules β– qui sont des électrons :

- Masse : m e = 9,1 x 10–31 kg

- Charge : – e = 1,602189 x 10–19  C

 

-  Les particules β+   qui sont des positons (antiparticule de l’électron).

- Masse : m e = 9,1 x 10–31 kg

- Charge : + e = 1,602189 x 10–19  C .

 

-  Les particules sont émises à grande vitesse v ≈ 2,8 x 108 m / s.

-  Ce sont des particules relativistes.

-  Elles sont plus pénétrantes mais moins ionisantes que les particules α.

-  Elles sont arrêtées par un écran de Plexiglas ou par une plaque d’aluminium de quelques centimètres.

-  Elles pénètrent la peau sur une épaisseur de quelques millimètres.

-  Elles sont dangereuses pour la peau.  

 

c)-  Le rayonnement γ (gamma).

-  Il accompagne l’émission de rayonnements α , β+ et β– .

-  Il est constitué d’une onde électromagnétique de très courte longueur d’onde ((λ ≈ 10–12  m et υ ≈ 1020 Hz ).

-  Le rayonnement est constitué de photons qui se déplacent à la vitesse de la lumière et dont la masse est nulle.

-  Ils ne sont pas directement ionisants, mais ils sont très pénétrants. Ils peuvent traverser jusqu’à 20 cm de plomb.

-  Par interaction avec les atomes des substances traversées, ils peuvent donner naissance à des électrons qui eux sont ionisants.

-  Rappels de seconde :   λ = v . T et T = 1 / f pour les ondes électromagnétiques : λ = c . T et T = 1 / nu .

haut

3)- Définition.

-  Lorsqu’un noyau X (A, Z)  est instable, il subit une transformation spontanée conduisant à la formation d’un nouveau noyau Y (A', Z') .

-  Ce phénomène porte le nom de radioactivité.

- X (A, Z)  est appelé le noyau père et Y (A', Z')  est appelé le noyau fils.

- Cette transformation radioactive s’accompagne de l’émission de particules et de rayonnements électromagnétiques.

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4)- Les Lois de conservation : Loi de Soddy.

- Toutes les réactions nucléaires vérifient les lois de conservation suivantes :

- Conservation de la charge électrique.

- Conservation du nombre total de nucléons.

- Conservation de la quantité de mouvement.

- Conservation de l’énergie.

A

Z

X

  → 

A'

Z'

Y

  + 

a

z

p

Noyau-père

Noyau-fils

Particule

 

- Lois de Soddy :

- Conservation du nombre de nucléons :

A = A' + a

- Conservation de la charge globale : 

Z = Z' + z 

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5)- Les équations de la radioactivité.

a)-  Radioactivité α.

- Un noyau lourd instable éjecte une particule α et donne un noyau fils plus léger, généralement dans un état excité

A

Z

X

  → 

A'

Z'

Y

 + 

4

2

He

Noyau-père

Noyau-fils

Particule α  

 

- Lois de Soddy :

- Conservation du nombre de nucléons :

A' = A – 4

- Conservation de la charge globale : 

Z' = Z – 2

 

A

Z

X

  → 

A – 4

Z – 2

Y

  + 

4

2

He

Noyau-père

Noyau-fils

Particule α  

 

- Exercice : L’uranium 238 est émetteur α. Écrire l’équation de la réaction.

238

92

U

 → 

234

90

Th

  + 

4

2

He

Uranium

Thorium

Particule α   

 

- Exercice : Le radium 226 est émetteur α. Écrire l’équation de la réaction.

226

88

Ra

  → 

222

86

Rn

    + 

4

2

He

Radium

Radon

Particule α   

 

 

b)-   Radioactivité β –.

-  Cette radioactivité se manifeste lorsque le noyau présente un excès de neutrons.

-  Au cours de la désintégration, il y a émission :

- D’un électron noté e ( 0, -1) .

A

Z

X

  →  

A

Z + 1

Y

  + 

0

– 1

e

Noyau-père

Noyau-fils

Particule β –

 

- Les lois de Soddy : 

- Conservation du nombre de nucléons :

A' = A

- Conservation de la charge globale : 

Z' = Z + 1

- Exercice : le carbone 14 est émetteur β – .

-  Écrire l’équation de la réaction.

14

6

C

  → 

14

7

N

  + 

0

– 1

e

Carbone

Azote

Particule β –

-  Le noyau père possède trop d’électrons : 

1

0

n

  → 

1

1

H

  + 

0

– 1

e

Neutron

Proton

Particule β –

- Exercice : le césium 137 est émetteur β – . Écrire l’équation de la réaction.

137

55

Cs

  → 

137

56

Ba

  + 

0

– 1

e

Césium

Baryum

Particule β –

 

c)-  La radioactivité β + .

-  Cette radioactivité se manifeste lorsque le noyau d’un atome possède trop de protons.

-  Au cours de la désintégration, il y a émission :

- D’un positon noté e (0, +1).

A

Z

X

  → 

A

Z – 1

Y

 + 

0

+ 1

e

Noyau-père

Noyau-fils

Particule β +

 

- Les lois de Soddy :

- Conservation du nombre de nucléons :

A' = A

- Conservation de la charge globale : 

Z' = Z – 1

 

- Exercice : l’oxygène 14 est émetteur β + .

-  Écrire l’équation de la réaction.

14

8

O

  → 

14

7

N

  + 

0

+ 1

e

Oxygène

Azote

Particule β +

 

- Le noyau père possède trop d’électrons : 

1

1

H

  → 

1

0

n

  + 

0

+ 1

e

Proton

Neutron

Particule β +

 

d)-  La désexcitation γ.

-  Le noyau-fils est le plus souvent dans un état instable, il libère son excédant d’énergie sous forme de rayonnement γ.

-  Il se désexcite.

A

Z

Y

  → 

A'

Z'

Y*

  + 

0

0

γ

Noyau-fils

Etat excité

Noyau-fils

Etat stable

Rayonnement

 

- La transformation qui permet de passer du noyau père au noyau fils non excité s’effectue en deux étapes.

 (1) 

A

Z

X

  → 

A'

Z'

Y

  + 

a

z

p

Noyau-père

Noyau-fils

Particule 

 

 (2) 

A

Z

Y*

 →

A'

Z'

Y

  + 

 

γ

Noyau-fils

Excité

Noyau-fil

Stable

Rayonnement 

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6)- Les détecteurs utilisés.

- Les rayonnements issus de la radioactivité ne sont pas directement perceptibles.

- La radioactivité est invisible, inaudible, inodore.

- Elle ne peut être mise en évidence que par des outils d’observation indirecte :

-  Les plaques photographiques.

- Des chambres d’ionisation.

-  Les détecteurs les plus couramment utilisés :

- Les compteurs à ionisation de gaz, les scintillateurs et les semi-conducteurs.

- Le principe est le même pour les différents détecteurs.

-  Un signal électrique est produit lorsque des électrons ou des rayons γ émis par le corps radioactif traversent le détecteur.

haut

7)- Le diagramme de stabilité.

Table des Nucléides

Table des Nucléides

- L’ensemble des noyaux stables (en rouge) forme sur la représentation graphique la vallée de stabilité.

- Les noyaux légers stables se répartissent au voisinage de la première bissectrice (N = Z autant de protons que de neutrons).

- Les noyaux lourds stables  s’écartent de la bissectrice.

- Ils ont plus de neutrons que de protons.

- Pour les noyaux instables :

- En bout de la vallée de stabilité, ils se désintègrent en émettant des particules alpha :

-  ils sont radioactifs alpha.

- Au-dessus de la vallée de stabilité, ils sont émetteur β–. 

- Au-dessous du domaine de stabilité, ils sont émetteurs β+. 

 

 

N = A – Z : Nombre de neutrons

11

 

 

 

 

 

 

 

 

19O

10

 

 

 

 

 

 

 

17N

18O

9

 

 

 

 

 

 

 

16N

17O

8

 

 

 

 

 

 

14C

15N

16O

7

 

 

 

 

 

12B

13C

14N

15O

6

 

 

 

 

10Be

11B

12C

13N

 

5

 

 

 

8Li

9Be

10B

11C

 

 

4

 

 

6He

7Li

 

 

10C

 

 

3

 

 

 

6Li

7Be

 

 

 

 

2

 

3H

4He

 

 

 

 

 

 

1

 n  

2H

3He

 

AX

 

Nucléide stable

0

 

1H

 

AX

AX

AX

Nucléide instable

 

0

1

2

3

4

5

6

7

 

Z : Nombre de protons

 

III- Loi de décroissance radioactive.haut

1)- Caractère aléatoire d’une désintégration radioactive.

- Un noyau instable est susceptible de revenir à l’état stable à tout moment. 

- Le phénomène de désintégration est imprévisible.

-  Pour un noyau instable donné, on ne peut prévoir la date de sa désintégration. 

- En revanche, on connaît la probabilité de désintégration de ce noyau par unité de temps.

- Le phénomène de désintégration est aléatoire. 

- La probabilité qu’a un noyau radioactif de se désintégrer pendant une durée donnée est indépendante de son âge. 

- Elle ne dépend que du type de noyaux considéré.

- Un noyau de carbone 14 apparu, il y a mille ans et un autre formé,

- il y a 5 min ont exactement la même probabilité de se désintégrer dans l’heure qui vient. 

- Un noyau ne vieillit pas.

- Ce caractère aléatoire fait que pour un ensemble de noyaux instables identiques,

- on ne peut prévoir lesquels seront désintégrés à une date donnée,

-  mais on peut prévoir combien de noyaux seront désintégrés. 

- On peut prévoir avec précision l’évolution statistique d’un grand nombre de noyaux radioactifs.

- C’est un phénomène sur lequel il est impossible d’agir.

- Il n’existe aucun facteur permettant de modifier les caractéristiques de la désintégration d’un noyau radioactif.

haut

2)- La constante radioactive.

- Chaque nucléide radioactif est caractérisé par une constante radioactive λ, qui est la probabilité de désintégration d’un noyau par unité de temps. 

- Elle s’exprime en s –1.

- La constante λ ne dépend que du nucléide.

-  Elle est indépendante du temps, des conditions physiques et chimiques.

- Pendant la durée Δt, la probabilité pour qu’un noyau se désintègre est λ . Δt

3)- Loi de décroissance radioactive.

- Considérons un échantillon contenant :

- N (t) noyaux radioactifs à la date t.

- A la date t + Δt très proche de t, le nombre de noyaux radioactifs a diminué.

- Pendant l’intervalle de temps Δt  très court, on peut considérer que le nombre de noyaux ayant subi une désintégration est :  λ . Δt . N.

-  La variation ΔN du nombre N de noyaux pendant la durée Δt est donnée par la relation :

- ΔN = - λ . Δt . N  soit : ΔN + λ . Δt . N = 0 (1)

- Divisons l’expression (1) par Δt, il vient :

-  relation 01

- Lorsque Δt  → 0, l’expression (2) s’écrit :  

- relation 02

- La solution de cette équation différentielle du premier ordre donne la loi de décroissance radioactive :

- N (t) = N 0 e – λ t

- N 0 représente le nombre de noyaux présent à la date t 0 = 0

- N (t) représente le nombre de noyaux radioactifs présents à la date t

- λ est la constante radioactive s –1.

-  Énoncé : Loi de décroissance radioactive.

- Le nombre de noyaux radioactifs N (t) présents à la date t dans un échantillon

  est donné par la loi de décroissance radioactive

N (t) = N0 e – λ t

- N0 représente le nombre de noyaux radioactifs initialement présents.

haut

4)- Demi-vie.

Définition :

- Pour un type de noyaux radioactifs, la demi-vie t½ est la durée

  au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs

  initialement présent dans l’échantillon se sont désintégrés.

- Relation entre t½ et λ :

- Au temps t :  

- N (t) = N 0 e – λ t

- Au temps t + t½:  

- N (t + t½) = N 0 e – λ (t + t½)

- En conséquence : 

- t 1/2 = ln2 / lambda

La demi-vie n’a qu’une valeur statistique.

Elle indique qu’un noyau radioactif a une chance sur deux de disparaître au bout d’une demi-vie.

haut

5)- Courbe de décroissance et Constante de temps τ.

- La constante de temps, notée τ est l’inverse de la constante radioactive.

-  Elle s’exprime en seconde s.

- Expression :   La constante de temps est l’inverse de la constante radioactive

- On peut obtenir la valeur de la constante de temps τ à partir de la loi de décroissance.

-  N (t)

- Si l’on se place au temps t  = 0 :  

- dérivée de N (0)

- En conséquence, la tangente à la courbe N (t) = N0 e – λ t à l’instant initial rencontre l’axe des abscisses à la date τ.

- Exemples :

graphique

 

graphique

  haut

6)- Activité d’un échantillon radioactif.

-  L’activité A(t) d’un échantillon radioactif à la date t est le nombre de désintégrations par seconde de cet échantillon.

- L’unité d’activité est le Becquerel Bq en hommage à Henri Becquerel.

1 Bq = 1 désintégration par seconde.

- Si l’on considère qu’entre t et t + Δt, le nombre de noyaux radioactif a diminué de ΔN, 

- l’activité est donnée par la relation : activité A  ceci représente l’activité moyenne. 

- Pour avoir l’activité à un instant donné, il faut faire tendre Δt  → 0.

- En conséquence :

-  relation A (t)

- Si l’on pose  A0 = λ . N0  =>  A (t) = A0 e – λ t

- La décroissance de l’activité suit la même loi que la décroissance du nombre de noyau radioactif d’un échantillon.

- Ordre de grandeur des activités : l’eau de mer a une activité de l’ordre de 10 Bq par litre. 

- Le Radon, présent dans l’air, à l’état de trace, a une activité de quelques centaines de Bq.

- Le corps humain A ≈ 104 Bq,

-  Les sources radioactives, utilisées au laboratoire, ont une activité comprise entre 4 x 104 Bq et 4 x 107 Bq.

- L’activité d’un gramme de radium est supérieure à 1010 Bq.

- On utilise aussi le curie comme unité de radioactivité : 

1 Ci = 3,7 x 1010  Bq

IV- Applications à la radioactivité.haut

1)- La radioactivité naturelle.

- Les noyaux radioactifs présents depuis la formation de l’Univers : 

- L’uranium 238 (t½  =  4,5 x 109 ans), 

- Le potassium 40 (t½   = 1,35 x 109 ans), 

- L'uranium 235 (t½  =  7,04 x 108 ans),

- Leur durée de demi-vie est très longue par rapport à l’âge de la Terre (4,5 milliards d’années).

-  On les trouve encore de nos jours.

- Les radionucléides de durée de demi-vie courte.

-  Ce sont les noyaux fils des noyaux précédents :

- Le radium 226 : t½  =1  622 ans ,

 -  Le radon 222 : t½  =  3,82 j  

-   Le  plomb 214 : t½  =  3,05 min.

- Les radionucléides formés par impact :  impact d’un noyau stable avec une particule cosmique ou issue de la désintégration

14

7

N

  + 

1

0

n

  → 

14

6

C

  + 

1

1

H

-  Le carbone 14 est radioactif, sa durée de demi-vie  :  t½ = 5568 ± 30 ans

haut

2)- La radioactivité artificielle.

- En 1934, Irène et Frédéric Joliot – Curie découvre la radioactivité artificielle. 

- Une feuille d’aluminium est bombardée avec des particules alpha produites par du polonium 210.

-  Première étape :

4

2

He

  + 

27

13

Al

  → 

30

15

P*

  + 

1

0

n

 

- C’est une transmutation (α, n) produisant du phosphore 30 radioactif.

-  Le phosphore 30 est émetteur β +.

- Deuxième étape :

30

15

P*

  →   

30

14

Si

  + 

0

1

e

  + 

0

0

υ

   +  

γ

 

- Pour obtenir des radionucléides artificiels, on peut utiliser différents projectiles :

-  des particules chargées comme les protons,

-  les particules alpha ou les deutons (noyaux de deutériums notés d  H (2, 1)+ ) ou

-  des particules neutres comme les neutrons n.

haut

3)- La datation au carbone 14.

- Elle est fondée sur l’utilisation de la loi de décroissance radioactive de l’isotope C (14, 6) , radioactif β–. 

-  La demi-vie du carbone 14 est fixée de façon conventionnelle à 

- t1/2 = 5568 ± 30 ans (valeur admise en 1950). 

- Le carbone 14 est présent dans l’atmosphère. 

-  Il est régénéré par une réaction nucléaire faisant intervenir des neutrons cosmiques et des noyaux d’azote 14 :

14

7

N

  + 

1

0

n

  →  

14

6

C

  + 

1

1

H

- La proportion de carbone 14 par rapport au carbone 12 est de l’ordre de 10–12. 

- Il en est de même dans le dioxyde de carbone atmosphérique. 

- On fait l’hypothèse que cette proportion est à peu près constante à l’échelle de quelques dizaines milliers d’années.

- Tous les organismes vivants échangent du dioxyde de carbone avec l’atmosphère,

-  soit directement, via la photosynthèse,

-  soit indirectement via l’alimentation. Les tissus fixent l’élément carbone.

- La proportion de carbone 14 par rapport au carbone 12 est la même que la proportion atmosphérique. 

- A leur mort, les organismes cessent de fixer l ‘élément carbone et le carbone 14 n’est plus régénéré. 

- La quantité de carbone 14 présent dans les tissus diminue alors selon la loi de décroissance radioactive.

- L’activité radioactive A0 d’un organisme vivant due au carbone 14 est égale à t1/2 = 814 ± 4 Bq pour un échantillon de 1 g. 

- En mesurant à un instant t l’activité A (t) d’un échantillon organique mort, de masse connue, on peut déterminer son âge :

-  instant t

- La quantité de carbone 14 restant dans un échantillon est encore mesurable jusqu’à 50 000 ans environ.

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4)- Les effets biologiques de la radioactivité.

-  Les expositions aux radiations radioactives sont de deux ordres :

- Les irradiations directes issues de sources extérieures au corps humain

-  (certaines roches granitiques qui contiennent du thorium 232, le radon 222 présent dans l’atmosphère, …les effets de la centrale de Tchernobyl).

- Les irradiations internes (iode 131 radioactif qui se fixe dans la glande thyroïde : t1/2  =  8,02 j )

- La dose reçue par une personne irradiée détermine :

- La gravité des effets immédiats (rougeur de la peau, brûlures, ..)

-  La probabilité d’apparition des effets aléatoires (anomalies génétiques ou héréditaires, cancers, leucémies,…)

 

V- Applications : exercice 12 page 116, 14 page 117, 21 page 117, 29 page119.haut

1)- QCM :

 

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2)- Exercices :

 

 

1)-  Exercice 12 page 116.

  2)- Exercice 14 page 117.

3)- Exercice 21 page 117.

  4)- Exercice 29 page119.

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