Physique - Évolution d'un système, siège d'une transformation nucléaire

Légende alternative :

émettant une particule + LA RADIOACTIVITÉ phénomène physique naturel aléatoire = noyau instable (radioactif) se transforme spontanément en un noyau plus stable d'un autre élément a type de radioactivité B+ particule émise = électron e désintégration radioactive / réaction nucléaire s'accompagne de l'émission d'une particule et d'un dégagement d'énergie sous forme de rayon y ✓ type de radioactivité a particule émise = noyau d'hélium He type de radioactivité B- particule émise = électronie modélisée par une équation respectant la conservation du nbr de charge Z et du nbr de masse A AX→Z+AY e ← Radioactivité B- AXY+e Radioactivité B+ AXY+ He ← Radioactivité a on sait que le plomb, 196 suit une désintégration radioactive du type a H Li Be Na Mg K Ca Sc Rb Sr Y Cs Ba La Fr Ra Ac He BCNO F Ne Al Si P S Cl Ar Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Hf Ta W Re Os Pt Au Hg Tl Pb Po At Rn Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mcv Ts Og Ce Pr Nd Po Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Th Pa U SNS u Hg Tl Pb B Cn Nh El M noyau père LOI DE DÉCROISSANCE RADIOACTIVE un échantillon de noyaux radioactifs X contient un nbr de noyaux N(t) à l'instant t = proba qu'un noyau se désintègre dans la seconde à venir = constante radioactive > 186-4182 AN (t) lim At→0 At dN (t) dt 82-2-4 189Pb→ 182Hg + He 186 Pb 8 noyau fils 2 variation AN(t) est proportionnelle au nbr de noyaux, à At et à à d'où : AN(t) = −N(t) + λ + At AN(t) At dN (t) dt =-N(t) + 2 =-N(t) + 2 No Xe-At car pour t = 0, on a N(t = 0) = K = No solution d'une équation différentielle : y(t) = K × eaxt d'où : N(t) = KX e-t = हूँ TEMPS DE DEMI-VIE temps de demi-vie radioactive = durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs initiaux soient désintégrés ACITIVTÉ RADIOACTIVE A(t) = A₁ × e-t méthode expliquant comment dater un objet ancien : In(2)xt A(t) = A₁ x et ⇒ A(t) = A₁ × e t1/2 ⇒ In Toy A(t) Ao mesurer l'activité A(t) de l'échantillon radioactif, sachant qu'on connaît l'activité initiale et le temps de demi-vie == appliquer la loi de décroissance radioactive en isolant t correspondant au temps écoulé entre le moment de la fabrication et la découverte : In(2) t1/2 notée A en becquerel Bq: nbr de désintégrations par seconde = évolution au cours du tps de A peut être modélisée par la loi de décroissance radioactive t1/2 ← A(t) Ao = e = ·xt t= - In In(2)xt t₁/2 In(2) λ ⇒ In (4(e)) x In (2) A(t) Ao A(t) Ao In(2)xt t1/2 = In n(e+ APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ domaine médical = la radioactivité utilisé en radiothérapie et en imagerie 6 radiothérapie: exposer patient à rayon ionisant (émission de particule/photons de haute énergie pouvant former ions) = détruit cellules cancéreuses A 2 imagerie administrer par voie intraveineuse un traceur radioactif = Particule a Particule B Rayonnement y détecter rayons y émis (pour scintigraphie ou tomographie) particules a et B et rayonnements y = rayonnement ionisant pouvant être dangereux pour l'organisme Pénétration faible (<10 μm) Peu pénétrante Très pénétrante Aucun danger Lésions cutanées Tissus ou organes atteints utiliser un écran de protection (vitre et tablier plombés), limiter la durée d'exposition (taux de radioactivité max/jour) et s'éloigner de la source d'exposition