Terminale CD - Physique nucleaire

Radioactivité résumé de cours*

RADIOACTIVITE : RESUME DE COURS

1° - Ecriture des équations nucléaires :

On écrit la conservation du nombre total des nucléons (A) et du nombre des charges (Z).
 

● Radioactivité α : Emissions de noyaux d’hélium He2+ :

   

 

● Radioactivité β- : Emissions d’électrons : 

   

 

● Il existe également la radioactivité β+ (émissions d’une position) et la radioactivité Ɣ (émissions d’une radiation électromagnétique).

 

2° - Décroissance radioactive :

On note N0 le nombre initial d’atomes radioactifs (t = 0), n le nombre de ces atomes au temps t et n + dn leur nombre à l’instant t + dt (dn est négatif). Le nombre d’atomes désintégrés pendant le temps dt vaut :

 

          ou        

n = f(t) est une exponentielle décroissante (fig.1)

 

Période ou demi-vie radioactive : c’est le temps au bout duquel le nombre des atomes radioactifs est réduit de moitié :

 

 

 

 

 

● Remarque. Activité d’une source radioactive : L’activité A est le nombre d’atomes de la source désintégrés pendant l’unité de temps (1s) ; on a donc :

● Datation par le carbone 14 :

La concentration du carbone radioactif  14C* à l’état de gaz carbonique C*O2 dans l’atmosphère est constante. Sa production résulte de l’action des rayons cosmiques qui forment des neutrons ; ceux-ci réagissant sur l’azote atmosphérique selon l’équation :

.

Un équilibre s’établit entre les organismes vivants et le gaz carbonique atmosphérique, si bien que l’activité spécifique du  (nombre de désintégrations par g de C et par min) est la même dans les organismes vivants et l’atmosphère. Sa valeur : 15,3 désintégrations β par g et par min, est uniforme à la surface du globe.
Après la mort, les échanges entre l’atmosphère et les organismes vivants cessent. La quantité de 14C diminue lentement, sa période radioactive étant 5570 années. Par exemple, pour une poutre en cyprès se trouvant dans la tombe d’un pharaon, l’activité spécifique n’est plus que de 8 désintégrations par g de carbone et par min. Calculer l’âge de cette poutre.
 
Considérons 2 masses égales de carbone, par exemple 1g ; la première appartenant au bois ancien (nombre d’atomes de 14C : n), la seconde appartenant à un bois ancien (nombre d’atomes de  14C : N0).
Les activités de ces 2 sources radioactives sont :
● Bois jeune : AO = λN0
● Bois ancien : A = λn   avec  n= N0e –λt.
Il s’agit bien du même nombre initial d’atomes No.
  
Last modified: Thursday, 18 August 2016, 9:32 AM
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