Changements nucléairesChangements nucléaires

Rappel Rappel trois types de changementstrois types de changements

Physiques

Chimiques

Nucléaires

RadioactivitéRadioactivité

On connait des rayonnements comme...On connait des rayonnements comme... Rayons laser, rayons ultraviolets et rayons X....Rayons laser, rayons ultraviolets et rayons X.... Ce sont des émissions d’énergie dans l’espace.Ce sont des émissions d’énergie dans l’espace.

Certains noyaux d’atome émettent des Certains noyaux d’atome émettent des radiations sous la forme de rayonsradiations sous la forme de rayons Ce phénomène s’appelle la radioactivitéCe phénomène s’appelle la radioactivité C’est un phénomène naturel et spontanéC’est un phénomène naturel et spontané– C’est en l896 que Becquerel en fait la découverteC’est en l896 que Becquerel en fait la découverte

HistoireHistoire

71 4

24

81 7

11N He O H

Trois types de rayonnementsTrois types de rayonnements Les rayonnements qui proviennent du Les rayonnements qui proviennent du

noyau se nomment des radiations noyau se nomment des radiations nucléaires.nucléaires.

Ce sont les rayons alpha, bêta et gamma.Ce sont les rayons alpha, bêta et gamma.

alpha

bêta

gamma

Rayons alphaRayons alpha

Formés de deux protons et deux neutronsFormés de deux protons et deux neutrons– Ils sont positifs (+) Ils sont positifs (+)

Ils peuvent être arrêtés par une feuille de Ils peuvent être arrêtés par une feuille de papierpapier

Proviennent d’un gros noyau instableProviennent d’un gros noyau instable– Forces nucléaires versus forces électromagnétiquesForces nucléaires versus forces électromagnétiques

Rayons bêtaRayons bêta

Formés d’électrons nucléairesFormés d’électrons nucléaires– Ils sont négatifs (-) Ils sont négatifs (-)

Ils peuvent être arrêtés par une planche de Ils peuvent être arrêtés par une planche de boisbois

Proviennent d’un neutron qui se change en Proviennent d’un neutron qui se change en protonproton

Neutron

Électron (-)

Proton +

Rayons gammaRayons gamma Ils ne sont pas faits de matière Ils ne sont pas faits de matière

Ils ressemblent aux rayons X mais possèdent plus Ils ressemblent aux rayons X mais possèdent plus d’énergied’énergie

Ils ne sont pas déviés par un champ électrique. Ils ne sont pas déviés par un champ électrique. Il faut un bloc de ciment ou de plomb de 1 m d’épaisseur pour Il faut un bloc de ciment ou de plomb de 1 m d’épaisseur pour

les arrêterles arrêter C’est le noyau qui libère des paquets d’énergieC’est le noyau qui libère des paquets d’énergie

Le noyau dégage de l’énergie sous forme d’ondeLe noyau dégage de l’énergie sous forme d’onde

http://www.cepn.asso.fr/fr/risque/chap1/chap11.html

Nature des rayonnementsNature des rayonnements

CorpusculairesCorpusculaires– Alpha et bêta (Ils sont faits de matière)Alpha et bêta (Ils sont faits de matière)

OndulatoiresOndulatoires– Gamma et X (Énergie qui voyage sous forme Gamma et X (Énergie qui voyage sous forme

d’onde)d’onde)– Il y en a beaucoup d’autres comme la Il y en a beaucoup d’autres comme la

lumière......lumière......– On les retrouve tous dans le spectre On les retrouve tous dans le spectre

électromagnétique. Page 4.24électromagnétique. Page 4.24

Rayons ionisantsRayons ionisants

Ils peuvent arracher des électronsIls peuvent arracher des électrons Les rayons alpha et bêta le font en frappant Les rayons alpha et bêta le font en frappant

les électrons d’un atomeles électrons d’un atome Les rayons gamma et X transmettent de Les rayons gamma et X transmettent de

l’énergie aux électrons qu’ils rencontrentl’énergie aux électrons qu’ils rencontrent– Les électrons sont alors excités etLes électrons sont alors excités et

quittent l’orbite...quittent l’orbite...

À votre tourÀ votre tour

Étudier le tableau 4.2 page 4.21Étudier le tableau 4.2 page 4.21

Page 4.16 # 4.8 à 4.20 Page 4.16 # 4.8 à 4.20

http://perso.club-internet.fr/molaire1/radioactiv.html

Pour écouter un compteur Geiger

TransmutationTransmutation Les éléments radioactifs se désintègrent Les éléments radioactifs se désintègrent

– Ils se changent en d’autres éléments plus stablesIls se changent en d’autres éléments plus stables

Chaque désintégration s’accompagne de Chaque désintégration s’accompagne de radiations; alpha, bêta et gammaradiations; alpha, bêta et gamma

Rappel:Rappel:Dans une désintégration alphail y a éjection d’un noyau He

Dans une désintégration bêtaun neutron éjecte un électron

Neutron

Électron (-)

Proton +

Exemple:

Famille radioactive deFamille radioactive del’uraniuml’uranium

9 22 3 8

9 02 3 4

9 12 3 4

9 22 3 4

8 22 0 6U Th Pa U Pb . . . . . . .

Uranium Plomb

Figure 4.10 page 4.28

Équations de désintégrationÉquations de désintégration

Carbone 14

+6

1 4C 71 4 N

L’équation de cette désintégration est:6

1 47

1 4 0C N é

Dans cette équation la masse est conservée 1 4 1 4 0

Équations de désintégrationÉquations de désintégration

U ranium thorium particu le2 3 8 2 3 4

9 22 3 8

9 02 3 4

24U Th H e L’équation de cette désintégration est:

Dans cette équation la masse est conservée 2 3 8 2 3 4 4

Le nombre de protons est aussi conservé 9 2 9 0 2

Trouver un terme manquantTrouver un terme manquantDans une équation de désintégrationDans une équation de désintégration

Voici 4 exemples

8 22 1 4 Pb XXX 1) 8 3

2 1 4 B i 8 42 0 8

8 22 0 4Po Pb 2)

1 63 5

1 73 5S C l 3) 4) 9 2

2 3 89 0

2 3 424U Th H e

24 He

1 63 5S

9 22 3 8U

À votre tour À votre tour

Page 4.28 #4.21 à 4.26Page 4.28 #4.21 à 4.26

Demi-vieDemi-vie Les éléments radioactifs se Les éléments radioactifs se

désintègrent... désintègrent... Ils existent pour quelques secondes Ils existent pour quelques secondes

jusqu’à des milliards d’années. jusqu’à des milliards d’années. Supposons que le dessin suivant Supposons que le dessin suivant

représente un kg de radium 226représente un kg de radium 226

Au départ Après 1620 ans

Après 3240 ans

Après 4860 ans

La demi-vie du radium 226 est 1620 ans

Demi-vieDemi-vie La demi-vie est le temps qu’il faut La demi-vie est le temps qu’il faut

pour que se désintègre la moitié pour que se désintègre la moitié d’une quantité ....d’une quantité ....

On utilise la demi-vie pour faire des On utilise la demi-vie pour faire des calculs de temps ou de quantité.calculs de temps ou de quantité.

Ex.: Radium 226Ex.: Radium 226Années Grammes

01620

3240

4860

40

20

10

5

Toujours 0 au départ

Demi-vieDemi-vieD’autres exemplesD’autres exemples

Page 4.34Page 4.34

À votre tourÀ votre tour– Page 4.35 # 4.27 à 4.34Page 4.35 # 4.27 à 4.34

Transmutation artificielleTransmutation artificielle

Transmutation faite en laboratoire.Transmutation faite en laboratoire. On le fait en bombardant des noyaux On le fait en bombardant des noyaux

stables avec des particules...stables avec des particules... Ex. Page 4.38 et 4.43Ex. Page 4.38 et 4.43

On obtient alors des isotopes qui On obtient alors des isotopes qui produisent de la radioactivité produisent de la radioactivité artificielleartificielle

?? Quelle différence y a-t-il entre la Quelle différence y a-t-il entre la

radioactivité naturelle et la radioactivité radioactivité naturelle et la radioactivité artificielle?artificielle?

Naturelle: sol, roches, minéraux, espace.....Naturelle: sol, roches, minéraux, espace..... Artificielle: isotopes produits en laboratoireArtificielle: isotopes produits en laboratoire

Il nous reste à voir deux autres Il nous reste à voir deux autres changements nucléaireschangements nucléaires– La fission et la fusion nucléaireLa fission et la fusion nucléaire– Prochain diaporamaProchain diaporama

Par Florent Martin

Centre l’Escale

Fin

Rayons +,- ou neutreRayons +,- ou neutre

+

-+

-