La radioactivité

I - INTRODUCTION

Fiche de révision sur la radioactivité : stabilité et instabilité des noyaux, propriétés générales de la radioactivité, rayonnements radioactifs, décroissance radioactive.

II - Stabilité et instabilité des noyaux

Certains...
La radioactivité

Le contenu du document

I - INTRODUCTION

Fiche de révision sur la radioactivité : stabilité et instabilité des noyaux, propriétés générales de la radioactivité, rayonnements radioactifs, décroissance radioactive.

II - Stabilité et instabilité des noyaux

Certains noyaux sont très stables, alors que d'autres ne le sont pas et ont tendance à se désintégrer pour se transformer en un autre noyau plus stable.

1 - Noyaux stables

Les noyaux stables se trouvent dans la « vallée de stabilité ».
Pour les noyaux tels que A < 50, les noyaux stables se répartissent au voisinage de la bissectrice.
Pour les noyaux tels que A > 50, les noyaux comportent plus de neutrons que de protons.

2 - Noyaux instables

De part et d'autre de la « vallée de stabilité », les nucléides possèdent un excès ou un défaut de neutrons ou protons et ils sont radioactifs.

III - Propriétés générales de la radioactivité

Les rayonnements radioactifs sont incolores et inodores.
Compteur de Grégor : Phénomène naturel et spontané qui se déclenche sans intervention extérieure.
Phénomène aléatoire : il est impossible de prévoir l'instant de la désintégration d'un noyau.
Phénomène inéluctable : Phénomène spontané. La désintégration radioactive ne dépend pas de l'espèce chimique dans lequel se trouve le noyau radioactif.

IV - Les rayonnements radioactifs

1 - Rayonnement a

Les noyaux instables situés en bout de la vallée de stabilité sont des noyaux lourds qui se désintègrent en émettant des particules , autrement dit des noyaux d'hélium, et qui rejoignent la vallée de stabilité.

2 - Rayonnement -

Cette particule est un électron. Elle est notée .

3 - Rayonnement +

Cette particule est un positron : c'est l'antiparticule de l'électron.
On la note :

4 - Le rayonnement : désexcitation

Dans chaque désintégration, le noyau fils est le plus souvent émis dans un état excité. On le note alors avec une étoile en exposant Y*, il revient ensuite dans son état fondamental en émettant un rayonnement , qui est un rayon électromagnétique de même nature que la lumière, mais avec de très courtes longueurs d'onde dans le vide.

V - Décroissance radioactive

1 - Introduction

Soit un échantillon de N0 noyaux radioactifs à l'instant t = 0.
A une date t > 0, N(t) < N0
A une date t + t on a :
N(t + t) = N(t) + N
N = N(t + t) + N(t) = - n\

2 - Activité d'un échantillon radioactif

1 - Définition de l'activité moyenne

L'activité moyenne d'un échantillon radioactif est le nombre moyen de désintégration par seconde dans cet échantillon.
On a la formule A = n\ / t

2 - Constante radioactive

L'activité varie selon le radioélément considéré et elle est proportionnelle au nombre de noyaux de l'échantillon considéré.
On a la formule A = . N
La constante radioactive peut être exprimée en ou en fonction de la durée de la désintégration complète.
Remarque : La constante de temps est définie comme la durée : = 1 /

3 - La décroissance radioactive

1 - Courbe de décroissance radioactive

2 - Loi de décroissance radioactive

A = - N / t donc A(t) = - dN / dt
On montre en mathématiques que cette équation admet pour solution
On a la formule A(t) = A0 x

3 - Demi-vie radioactive

On caractérise la rapidité de la décroissance radioactive d'un radionucléide par son temps de demi-vie noté .
La demi-vie d'un radionucléide est la durée au bout de laquelle son activité est divisée par 2. On peut dire aussi qu'il s'agit de la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs de l'échantillon présents initialement a été désintégrée.
On a la formule =
On en déduit assez intuitivement que
Fin de l'extrait

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