Chap.19 Radioactivité


Exercice 1S:


Rép


Réponse :


Réponse :



Réponse :


Réponse :

Exercice 2S:


Exercice 3S:



Exercice 4S:



Applic.2

Applic.3

Correction ➤

Applic.4


Groupe C :


Applic.1

Problème d'état excité du Cobalt-60

Un noyau de cobalt-60 6027Co dans un état excité émet un rayonnement γ d'énergie 1,33 MeV en retournant à son état fondamental.

Données :
• Masse à l'état fondamental = 59,93382 u
• Énergie γ = 1,33 MeV
• 1 u = 931,5 MeV/c²

Trouver : La masse du noyau dans l'état excité.

Applic.2





Groupe D :

Applic.1

Applic.2

Énergie libérée lors d'une désintégration

Le cobalt-69 (6927Co) subit une désintégration β-. Le noyau fils Nickel-69 (6928Ni) se désexcite vers son état fondamental.

Données:
• Énergie du rayonnement γ de désexcitation : E(γ) = 2,5060 MeV
• Énergie cinétique de la particule β- : EC(β-) = 0,0010 MeV
• Masse de 6927Co : 59,91901 u
• Masse de 6928Ni : 59,91544 u
• Masse de l'électron : 5,486×10-4 u
• 1 u = 931,5 MeV/c²
• 1 MeV = 1,6×10-13 J

Questions:
1) Calculer la perte de masse Δm lors de cette désintégration (en u)
2) Déterminer l'énergie totale E libérée (en MeV)
3) Identifier les formes sous lesquelles cette énergie apparaît

Solution:

Question 1: Calcul de la perte de masse

Masse initiale = m(Co) = 59,91901 u
Masse finale = m(Ni) + m(e-) = 59,91544 u + 0,0005486 u = 59,9159886 u
Δm = Initiale - Finale = 59,91901 u - 59,9159886 u = 0,0030214 u

Question 2: Énergie totale libérée

E = Δm × 931,5 MeV/c²/u = 0,0030214 u × 931,5 MeV/u = 2,8144 MeV

Question 3: Formes de l'énergie

L'énergie apparaît sous les formes:
• Énergie cinétique de la particule β- (0,0010 MeV)
• Énergie du rayonnement γ (2,5060 MeV)
• Énergie transportée par le neutrino (2,8144 - 2,5060 - 0,0010 = 0,3074 MeV


Groupe E :

Applic.1

Applic.2

 Correction ➤

Applic.3

Calcul du nombre de noyaux dans un échantillon radioactif

Un échantillon contient 5 mg de radium-226 (22688Ra) dont la masse d'un noyau est 225,9770 u.

Données :
• Masse de l'échantillon = 5 mg = 5×10-6 kg
• Masse d'un noyau = 225,9770 u
• 1 u = 1,66×10-27 kg

Calculer : Le nombre de noyaux dans cet échantillon.



Groupe F :

Applic.1

Émission alpha provoquée

Un noyau AZX, au repos, est bombardé par un proton d'énergie cinétique 0,65 MeV. On obtient alors deux particules α.

Questions :

  1. La réaction est-elle spontanée ou provoquée? Justifier
  2. Déterminer Z et A en appliquant les lois de conservation
  3. Identifier le noyau X
  4. Calculer le défaut de masse et l'énergie libérée
  5. Calculer E1 (énergie cinétique de chaque particule α)

Données :

  • m(73Li) = 7,01435 u
  • m(α) = 4,00150 u
  • mp = 1,00727 u
  • 1 u = 931,5 MeV/c²
  • 1 eV = 1,6×10-19 J
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Applic.2



Applic.3 

Désintégration α avec émission γ (Bismuth 212)

Le bismuth 212 21283Bi est radioactif α et γ. Le noyau fils est un isotope de thallium Tl.

Données :

  • m(21283Bi) = 211,991876 u
  • m(Tl) = 207,982013 u
  • m(α) = 4,0015 u
  • 1 u = 931,5 MeV/c²
  • λγ = 3,78 pm = 3,78×10-12 m
  • h = 6,63×10-34 J·s
  • c = 3×108 m/s

Questions :

  1. À quoi est due la présence de la radiation γ ?
  2. Écrire l'équation bilan (1) de la désexcitation γ
  3. Écrire l'équation bilan (2) de la désintégration α du bismuth
  4. Déterminer l'énergie libérée par la réaction nucléaire (2)
  5. Calculer l'énergie cinétique de la particule α et sa vitess
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Groupe G :

Applic.1

Applic.2

Applic.3

Applic.4


Applic.5


Applic.6

Corrigé  Vidéo  ➤



Groupe H :

Applic.1


Applic.2
Applic.3

Applic.4


Applic.5

Activité d'un échantillon radioactif (Carbone 14)

La détermination de l'activité d'une substance contenant le carbone 14 se fait à l'aide d'un compteur de particules β⁻. On expose, à ce compteur, un échantillon de bois contenant 0,05 g de carbone 14 dont la période radioactive est T = 5570 années.

Données :

  • Masse d'un proton : mp = 1,00728 u
  • Masse d'un noyau de 14C = 14,0065 u
  • Masse d'un neutron : mn = 1,00866 u
  • Masse d'un noyau de 14N = 14,0031 u
  • Masse molaire de 146C = 14 g·mol-1
  • Nombre d'Avogadro : NA = 6,02 × 1023 mol-1
  • 1 u = 931,5 MeV/c²

Déterminer :

  1. La constante radioactive λ du carbone 14
  2. Le nombre de noyaux de carbone 14 dans l'échantillon (0,05 g)
  3. L'activité de l'échantillon à l'instant considéré
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Applic.6



Applic.7

Correction ➤


Groupe K :

Applic.1
Élément cobalt 60 en médecine

On utilise en médecine une source radioactive de cobalt 6027Co, d'activité A = 6×1019 Bq à l'instant de traitement.

Équation de désintégration :
6027Co → 6028Ni + 0-1e + 00ν̄ + γ

Données :

  • Énergie libérée totale : 2,8144 MeV
  • Énergie de l'antineutrino (ν̄) : 0,3074 MeV
  • Activité : A = 6×1019 Bq
  • 1 eV = 1,6×10-19 J
  • 1 MeV = 1,6×10-13 J

Questions :

  1. Pourquoi l'antineutrino n'est-il pas absorbé par l'organisme?
  2. Calculer la puissance transférée à l'organisme (en W)
  3. Expliquer l'effet de cette puissance en radiothérapie
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Groupe M :



 Correction ➤


Groupe N :

Applic.1


 Correction ➤

Applic.2



Applic.3


Corrigé  Vidéo  ➤

Applic.4


Applic.6


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