Terminale CD - Physique nucleaire

Etude de la désintégration du polonium (correction exercice)*

Corrigé : Polonium 210- L’assassin qui dévore les globules rouges. Sur 20 points



Partie A :

points

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1/ La voie 1 : Le polonium est issu de l’irradiation du Bismuth : bombardement du noyau bismuth par un neutron : transformation provoquée : transmutation.

La voie 2 : désintégration de l’Uranium : spontanée : radioactivité.

 

2/ a-  : désintégration.

 

    b- Le Bismuth-209 fait partie des noyaux "lourds". Il a donc tendance à se transformer en suivant un mécanisme de fission. Ici, le Bismuth-209 s’"alourdit" puisqu'il devient du Bismuth-210: c'est une fusion (avec le neutron incident).

 

    c- L'énergie de liaison est l'énergie de cohésion du noyau. C'est l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en ses nucléons séparés et au repos. El=m.c²

avec m le défaut de masse (entre les nucléons séparés et le noyau (=nucléons combinés)).

 = 1,7608u.c²=1,70608x1,66054.10-27kgx(2,997925.108)²=2,6279.10-10J

=2,6353.10-10J

 

     d- =1,2574.10-12J/nucléon

         =1,2549.10-12J/nucléon

Ces calculs indiquent que le noyau produit de bismuth-210 est moins stable que le noyau initial de bismuth-209, donc c'est l'extérieur qui a fourni de l'énergie au système (=ensemble des particules élémentaires).

 

       e- Elibérée=

                    =-=7,4.10-13J

(remarque: El(neutron)=0J: il est seul ! )

 

3/   

    

 

 

0,5

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

1

 

 

0,5

 

0,5

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

2x0,5

 

 

 

 

0,5 équation

0,5 nom

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 relation

0,5 calcul

 

0,5 relation

0,5 calcul

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 relation

0,5 calcul

 

 

Partie B:

 

 

1/ La zone de stabilité s'appelle la "vallée de stabilité"

2/ 

                  Elibérée=

                  Elibérée=[].c²

                  Elibérée=8,6637.10-13J

                  Elibérée=5,42 MeV

3/   

      No=2,9.1016noyaux

 

4/ t1/2=138 jours: durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs de l'échantillon se sont désintégrés.

 

 

5/     de la forme y'=a.y soit y=Aea.x   

                                      avec ici a= -  et x=t d'où N(t)=A.e-

et à t=0: N(t=0)=N0=A.e-  donc A=N0.   d'où         N(t)=N0. e-

 

6/ a-

    b- Par définition   

 donc

 

    c- A0=.N0=1,74.109Bq

    d- soit le nombre de cellules détruites pendant la durée t en considérant l'activité de la source constante sur t:    =A0xt.

 

 

0,5

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

2x0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

0,5

 

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

1 relation

0,5 résultat en J

0,5 conversion en MeV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 équation différentielle

1 résolution avec expression finale

 

 

 

 

 

 

0,5 relation

0,5 calcul

 

 

0,5 relation

0,5 calcul

 

 


Last modified: Thursday, 11 February 2016, 9:56 AM
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