StabilitéetinstabilitédesnoyauxActivité1

Documentaire

Découvertedelaradioactivité (1A page 156)Activité2

Documentaire

Lestroistypesderayonnement(1Bpage156)Activité3Documentaire

Lesréactionsnucléaires(2Bpage157)Activité4Documentaire

LedéfautdemasseActivité5DI

[Chapitre 8 : Physique nucléaire]

2

I. StabilitéetinstabilitédesnoyauxRépondre aux questions de l’activité 1

Définition d’un noyau instable : Remarque : Pour les 118 éléments connus, on dénombre actuellement 2800 noyaux. Pour ces 2800 noyaux, environ 2500 sont créés artificiellement et 300 existent naturellement.

II. DécouvertedelaradioactivitéRépondre aux questions de l’activité 2

Définition : pour approfondir la question http://lappweb.in2p3.fr/neutrinos/centenaire/rad.html

III. Lestransformationsnucléairesspontanées/désintégrationsnucléaires

1) LesdifférentstypesderayonnementTraiter l’Activité 1 B livre p 156 - Voir les animations dans les rubriques «de l’atome à la radioactivité et les rayonnements » sur le site www.cea.fr/jeunes:mediatheque/animations_flash/la_radioactivité/les_rayonnements Conclusion :

2) Ecritured’unedésintégrationnucléaireUne désintégration nucléaire peut se résumer par l’écriture suivante :

noyau père→ noyau fils + particule On donne un exemple de radioactivité α :

Po → He+ Pb82206

2

4

84

210

les lois de conservation :

3) Activitéd’unesourceradioactiveLa désintégration d’un noyau radioactif est un phénomène aléatoire. Pour chaque désintégration, il y a émission d’un rayonnement. Le décompte des rayonnements reçus par un compteur Geiger-Muller permet d’accéder indirectement au nombre de désintégrations d’une source radioactive sur une durée donnée. L’activité d’une source radioactive est proportionnelle à sa masse, dépend de la nature de la source et du nombre de noyaux non désintégrés présents dans l’échantillon étudié.

PHYSIQUENUCLEAIRECOURS

[Chapitre 8 : Physique nucléaire]

3

Définition : voir www.cea.fr/jeunes/themes/la_radioactivité/la_radioactivite Voir les rubriques : Le Becquerel - le Sievert - la radioactivité

IV. Transformationsnucléairesprovoquées

1) Traiterl’Activité2Blivrep157

2) LafissionnucléaireLa fission nucléaire est une transformation au cours de laquelle un noyau lourd ,dit fissile, est scindé en deux noyaux plus légers sous l’impact d’un neutron. Provoquée par un neutron, la transformation libère d’autres neutrons qui peuvent à leur tour provoquer la fission d’autres noyaux. On parle de réactions en chaîne. Exemple : U+ n → Sr+ Xe+ 3 n019213938940192235 ! + ! → !" + !" + 3 !!!!"!"!"!"#!!!"!"#

3) LafusionnucléaireLa fusion est une transformation nucléaire au cours de laquelle deux noyaux légers s’unissent pour donner un noyau plus lourd. Elle s’accompagne parfois de l’émission de neutrons.

Exemple : La fusion de deux noyaux chargés positivement nécessite des températures très élevées. Ces conditions existent dans les étoiles comme le Soleil. Actuellement, les recherches sur la maîtrise de la fusion sont en cours (projet ITER ) Devoir maison

V. Energielibéréelorsd’unetransformationnucléaire.

1) Démarched’investigation Faire la DI : le défaut de masse

2) DéfautdemasseDéfinition : le défaut de masse d’un noyau est la différence entre la masse des nucléons isolés et la masse du noyau XZA

formé Δ m = Z.mp + (A-Z).mn ) – m( XZA ) avec Δ m < 0 Lors de la formation du noyau de l’énergie est libérée

3) EnergielibéréelorsdetoutetransformationnucléaireTout comme pour la formation d’un noyau, lors des désintégrations radioactives, des fissions et fusions, la masse totale des réactifs est plus grande que la masse totale des produits. De la masse disparaît ! La valeur de l’énergie libérée est liée à cette variation de masse Δm = (m produits - m réactifs ) < 0 par la relation

E libérée = │ Δm │c2

c étant la célérité de la lumière dans le vide c = 3,00.108 m.s-1 Cette énergie est cédée à l’environnement par rayonnement ou transfert thermique. Toutes les réactions nucléaires sont qualifiées d’exothermiques. Remarques : la valeur de l’énergie nucléaire est généralement donnée en MeV avec 1 MeV = 1,6.10-13 J La valeur de la masse est souvent donnée, en Physique nucléaire, en unité de masse atomique (u) : 1 u = 1,66.10-27 kg

[Chapitre 8 : Physique nucléaire]

4

4) Ordredegrandeurd’énergieslibérées

Type de réaction Fusion Fission Désintégration alpha Combustion du pétrole Energie libérée 2.1011 J par g

d’hydogène fusionné 8.1010 J par g d’uranium 235 fissionné

2.109 J par g de radon 222 désintégré

4.104 J par g de pétrole brûlé

VI. Exemplesd’applicationdelaRadioactivitéDonner des applications

1) En médecineTraiter l’Activité 4 du livre p159

http://caeinfo.in2p3.fr/IMG/Flash/anims/appmedi/scinti/animScintigraphieFinal.swf

5) AutresapplicationFaire des recherches sur le net

n° 6, 7, (8), 9 page 165 n° 15, 16,(19) page 166 n° 24, 26, 28, (29), 33, 34 pages 168 à 171

Page165à171Exercices