CHAPITRE 4 : NOYAUX RADIOACTIFS
Noyau atomique
A
ZX reprsente un noyau atomique de symbole chimique X, constitu
de Z protons et de (A - Z) neutrons. Deux
noyaux sont isotopes d'un mme lment chimique s'ils ont le mme
numro atomique Z, mais des nombres de nuclons A diffrents.
Radioactivit
Un noyau radioactif est instable: il se dsintgre inluctablement
en un autre noyau. La dsintgration radioactive est un phnomne
alatoire. La radioactivit est une mission de noyaux d'hlium,
suivant la raction dont l'quation est:
ZAX
24He
+ ZA-
-
Y24
La radioactivit - est une mission dlectrons, suivant la raction
dont l'quation est:
ZAX
-10e
+ Z+1AY
La radioactivit + est une mission de positons, suivant la
raction dont l'quation est:
ZAX
+ e10
+ ZA-
Y1
L'mission est une mission de photons trs nergtiques, qui se
produit lorsque le noyau fils se trouvant dans un tat excit retombe
dans son tat dnergie fondamental. Lquation de la raction est:
AZ
Y * AZ
Y +
Famille radioactive Lors de la dsintgration dun noyau radioactif
Z
AX (noyau pre), le numro atomique du noyau obtenu (noyau
fils) est diffrent : on obtient donc un nouvel lment chimique.
Si le noyau fils est lui-mme radioactif, il peut se dsintgrer son
tour en engendrant un nouveau noyauCes dsintgrations sarrtent
lorsquon obtient un noyau stable. Lensemble des noyaux issus de ces
dsintgrations successives forment une famille radioactive. Stabilit
des noyaux Les noyaux ne peuvent tre stables que si N>Z et N
Dcroissance radioactive
L'volution dans le temps de la population moyenne d'un ensemble
de N noyaux radioactifs obit une loi de dcroissance du type:
N = No. e-.t (voir dmonstration la fin) o NO reprsente le nombre
de noyaux radioactifs de l'chantillon l'instant t = 0, et o est la
constante de radioactivit, exprime en s-1. L'inverse de la
constante de radioactivit est la constante de temps:
= 1111 exprime en s.
La demi-vie t d'une source radioactive reprsente la dure au bout
de laquelle la moiti de la quantit initiale de noyaux radioactifs
contenus dans l'chantillon s'est dsintgre. Elle s'exprime en s et
se dtermine par les
relations: t = ln2
ou encore t = . ln2
Activit d'une source radioactive : elle mesure le nombre de
dsintgrations par unit de temps
Le nombre de noyaux radioactifs d'une source passe de N N+ N (o
N
