Chapitre p 4 radioactivité Historique





télécharger 83.34 Kb.
titreChapitre p 4 radioactivité Historique
date de publication16.10.2019
taille83.34 Kb.
typeDocumentos

CHAPITRE P 4



RADIOACTIVITÉ

Historique





  1. LE NOYAU ATOMIQUE




    1. composition et symbole

    2. dimensions et masse du noyau

    3. isotopes

    4. stabilité du noyau atomique ; diagramme de SEGRE




  1. LA RADIOACTIVITE




    1. définition

    2. propriétés

    3. différents types de radioactivité

- radioactivité

- radioactivité

- radioactivité +

- radioactivité


  1. ENVIRONNEMENT ET APPLICATIONS




    1. radioactivité naturelle et artificielle

    2. effets biologiques de la radioactivité

    3. applications de la radioactivité



Historique


  • découverte : BECQUEREL (1895) ; Marie et Pierre CURIE (1898)

  • radioactivité artificielle : Irène et Frédéric JOLIOT-CURIE ( 1934 )

  • première pile atomique : FERMI ( 1942 )

  • bombes : à fission( Hiroshima 1945 ) ; à fusion ( Bikini 1952 )

  • centrales nucléaires : années 50 ; 80 % de l’électricité actuelle est « nucléaire »

Qu’est-ce que la radioactivité ? Quelles sont ses lois et ses applications ?
I)LE NOYAU ATOMIQUE


    1. composition et symbole




  • composition : nucléons : protons et neutrons




  • s

    ymbole d’un noyau




  • A = nombre de masse = nombre total de nucléons dans le noyau

  • Z = numéro atomique = nombre de protons dans le noyau

  • N = A – Z = nombre de neutrons dans le noyau





  • exemples




nom

hydrogène

carbone

fer

uranium

symbole









nombre de masse A

1

12

56

238

nombre de protons Z

1

6

26

92

nombre de neutrons N = A  Z

0

6

30

146




    1. dimensions et masse du noyau

      • d

        imensions :
        ratome  0,1 nm ( 1 nanomètre = 10-9 m )

        rnoyau  1 fm ( 1 femtomètre = 10-15 m )



La matière a une structure lacunaire.


  • masse :

mp  mn  1,67.10–27 kg mélectron  9,1.10-31 kg   2 000

exemple :  4700 mélectrons  mnoyau

La masse d’un atome est concentrée dans son noyau
2)isotopes

      1. définition :

2 noyaux, isotopes d’un même élément, ont le même numéro atomique Z mais des nombres de masses A différents : ils ont même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents.


      1. exemples







hydrogène

carbone

uranium

symboles



















Z

1

1

1

6

6

6

92

92

92

A

1

2

3

12

13

14

238

235

234

N = A – Z

0

1

2

6

7

8

146

143

142

masse molaire

( g / mol )

1

2

3

12

13

14

238

235

234

abondance

( en % )

99,98

0,02

traces

98,9

1,1

traces

99,3

0,7

traces




    1. stabilité du noyau atomique ; diagramme de SEGRE


Comment un noyau peut-il être stable, puisque les protons se repoussent ? Entre 2 protons distants de 10 –14 m, Fgrav  2.10-36 N et Félec 2N Fgrav, le noyau devrait «exploser». On admet qu’il existe une force d’attraction, l’interaction forte, entre nucléons.

Sous l'action des différentes forces en présence, certains noyaux sont stables (ils ont une grande durée de vie) et d'autres sont instables (ils se détruisent rapidement).
Actuellement, environ 2000 noyaux ont pu être synthétisés (pour 118 éléments)

Parmi ces 2000 noyaux, 250 seulement sont stables.
O

n peut classer tous les noyaux connus dans un graphique appelé diagramme de Segré (page 81 du livre), représentant le nombre de neutrons N en fonction du

nombre de protons Z .


On distingue 4 zones de couleurs différentes :

  • Une zone centrale rouge appelée vallée de stabilité est constituée des noyaux stables.
    On note que pour Z < 30 les noyaux stables sont situés près de la première bissectrice,  où N = Z.

  • Les trois autres zones (bleue, verte et jaune) sont constituées de noyaux instables.





III)LA RADIOACTIVITE


    1. Définition


La radioactivité est la propriété de noyaux instables de se transformer spontanément en d’autres noyaux, avec émission de particules  ou , accompagnée souvent d’un rayonnement .

C’est une réaction nucléaire, caractéristique du noyau père qui se désintègre : elle ne fait pas intervenir les électrons, contrairement à une réaction chimique.

noyau père  noyau fils + particule ou + rayonnement
4)Propriétés
Les réactions nucléaires sont :

  • aléatoires : il n’est pas possible de prévoir la date d’une désintégration

  • spontanées

  • inéluctables : rien ne peut les arrêter, elles sont indépendantes des facteurs habituels (pression , température , catalyseurs…)

  • caractéristiques du noyau et pas des liaisons chimiques

la radioactivité de l’uranium est identique que ce soit le métal uranium , UO2 , UO2 SO4 , UF6

  • exothermiques : électricité nucléaire , bombe A et bombe H …


5)différents types de radioactivités


        1. lois de conservation : lois de Soddy.


A
A = A1 + A2

Z = Z1 + Z2

u cours d’une réaction nucléaire , il y a conservation du nombre total de nucléons et du nombre total de charges.

 +


        1. radioactivité 


La radioactivité α est l’émission par le noyau père d’une particule , c’est-à-dire un noyau d’hélium :

 +



La radioactivité α concerne les noyaux lourds (A grand) : zone jaune du diagramme de Segré ci-dessus.
Le noyau fils contient 2 protons et 2 neutrons de moins que le noyau père.

exemples :  +

 +

        1. r
          La radioactivité β- est l’émission par le noyau père d’une particule -, c’est-à-dire d’un électron  :

           +

          adioactivité  -



La radioactivité β- concerne des noyaux qui présentent un excès de neutrons par rapport aux noyaux stables de même nombre de masse A : zone bleue du diagramme de Segré.

Le noyau fils contient 1 proton de plus et 1 neutron de moins que le noyau père.

exemples :  +

 +


La radioactivité β+ est l’émission par le noyau père d’une particule +, c’est-à-dire d’un électron positif ou positon  :

 +



        1. radioactivité  +


La radioactivité β+ concerne des noyaux qui présentent un excès de protons par rapport aux noyaux stables de même nombre de masse A : zone verte du diagramme de Segré.

Les forces électrostatiques entre protons sont plus fortes que les forces nucléaires entre nucléons.
Le noyau fils contient 1 proton de moins et 1 neutron de plus que le noyau père.

exemples :  +

 +


        1. désexcitation 


L
La radioactivité est la désexcitation du noyau fils par émission d’un rayonnement  :

noyau fils X*  noyau fils désexcité X + 

e noyau fils est en général obtenu dans un état excité (niveau d'énergie élevé). Cet état est instable, le noyau se désexcite en évacuant cette énergie excédentaire, en émettant un rayonnement électromagnétique , très pénétrant et énergétique (longueur d’onde très courte, de 0,1 nm à 0,1 pm) 

e

noyau fils

excité


noyau fils

désexcité
xemple
 : *  + 

  1. ENVIRONNEMENT ET APPLICATIONS




    1. radioactivité naturelle et artificielle


naturelle : air, roches, os, …..

artificielle : réacteurs nucléaires, noyaux synthétisés ….


    1. effets biologiques de la radioactivité


irradiation : l’organisme, proche d’une source radioactive, reçoit une partie du rayonnement émis.

contamination : contact direct avec des substances radioactives par ingestion, inhalation, toucher.
6)applications de la radioactivité
médecine : radiothérapie , scintigraphie

datation : objets, roches, peintures, …..

électricité civile : centrales nucléaires

similaire:

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconLa radioactivité est un phénomène exclusivement naturel jusqu’en...

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconUne énigme de la radioactivité : le neutrino
«Il était sept fois la révolution, Albert Einstein et les autres» : Etienne klein, Physicien au Commissariat à l'Energie Atomique...

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconChapitre I : le service de l’intendance des armees l’historique

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconContexte historique Historique du Tabac

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconI. Historique A. Définition Médecine légale = médecine au service...

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconChapitre 3-4 : L’exercice de pouvoir de décision est lié à la forme...

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconHistorique

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconHistorique

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconManifestation historique à l’ap-hp

Chapitre p 4 radioactivité Historique iconHistorique – creation






Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
d.20-bal.com