Qu’est-ce que la matière ?

nombre de protons du noyau = nombre d’électrons de l’atome

élément chimiqueun élément peut avoir plusieurs isotopes qui différent par le nombre de neutrons de leur noyau

CNRS-IN2P3 et CEA-DSM-DAPNIA - T3

matière atome électron proton

noyau neutron

quarks

Photo CERN

atome noyau ProtonNeutron

nombre d’électrons de l’atome élément chimique

hydrogène1H

1 électron1 proton

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Les isotopes de l’hydrogène

deutérium2H

1 électron1 proton1 neutron

tritium3H

1 électron1 proton2 neutrons

CSNSM CNRS-IN2P3

Isotopes

Uuranium

Protons = 92

Neutrons = 146

Nombre de masse(neutrons + protons)

238

Masse = 238

uranium 238

Numéro atomique (protons) 92

Les isotopes de l’uranium

CSNSM CNRS-IN2P3

Deux noyaux ayant le même numéro atomique mais des nombres de masse différents sont dits ISOTOPES

UProtons = 92

Neutrons = 143

Masse = 235

uranium 235235

UProtons = 92

Neutrons = 146

Masse = 238

uranium 238238

Aluminium Béton

-V

+V

Papier

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Trois rayonnements !

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Noyaux stables et noyaux radioactifs

Dans la nature la plupart des noyaux sont stables

Mais si le noyau a un excès de protons ou de neutrons, Il va se transformer en un noyau plus stable en

émettant des rayonnements ouet des: il est radioactif

NEUTRONS

PROTONS

radium-226 radon-222 + Protons 88 86 + 2

Neutrons 138 136 + 2

Un noyau hélium-4 (α) se sépare

+

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La radioactivité

NEUTRONS

PROTONS

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La radioactivité

enp

Fluor 18 oxygène 18

Radioactivité β+

9 protons 8 protons

Un proton devient neutron

Un neutron devient proton

epn

Azote 18 oxygène 18

Radioactivité β–

7 protons 8 protons

β+

β–

NEUTRONS

PROTONS

La vallée de stabilité

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β –

-5

0

5

10

15

20

25

30M

ass

e (

MeV

)

β –β +

A=101

protons 48 44 39neutrons53 57 62

Radioactivité

Émission β–

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La radioactivité

e –

ν–

Rayons γ, lumière et micro-ondes…

Tout phénomène cosmique violent est source d’ondes électromagnétiques détectables.Visible : télescopes (astronomie optique)

Ondes radio : radio-télescopesTVFM

AM

Charges en

mouvement

Ondeélectromagnétique

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1934 Irène Curie découverte de la radioactivité

& Frédéric Joliot artificielle

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La radioactivité artificielle

4He + 27Al

1 neutron

phosphore Radioactif

30P 30Si

Nombre de demi-vies

N

N/2

N/4

N/8N/16

Demi-vie : Temps au bout duquel l ’activité est divisée par 2

Après 10 demi-vies, il reste environ un noyau sur mille

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La demi-vie (T1/2)

© NUCLEUS

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Carte N-Z par demi-vie

NEUTRONSPROTONS

Le polonium 210

Rappel corps humain : 4500 Bq de 40K3700 Bq de 14C CSNSM CNRS-IN2P3

Demi-vie 138 jours

1 μg = 170 MBq

Emetteur alpha 5,4 MeV

Contamination par ingestion tissus mous

foie, rein, rate, ganglions, parois vasculaires

Elimination : ~ ½ en 50 jours

Dose léthale ~ 10 ng/kg soit ~ 1 μg pour un homme adulte

En vente libre : doses de 3700 Bq ( 0,22 x 10-4 μg )