Phys. N° 04

La Radioactivité.

Cours.

 

   

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Programme 2012 :

Programme 2012 : Physique et Chimie

I- Stabilité et instabilité des noyaux.

1) Composition du noyau d'un atome.

2)- Isotopes.

3)- Masse d'un noyau.

4)- Stabilité des noyaux.

II- La radioactivité.

1) Historique.

2)- Les émissions radioactives.

3)- Définition.

4)- Lois de conservation : Lois de SODDY.

5)- Les équations de la radioactivité.

6)- Les détecteurs utilisés.

7)- Le diagramme de stabilité.

III- Loi de décroissance radioactive.

1)- Caractère aléatoire d’une désintégration radioactive.

2)- La constante radioactive.

3)- Loi de décroissance radioactive.

4)- Demi-vie.

5)- Courbe de décroissance et Constante de temps.

6)- Activité d’un échantillon radioactif.

IV- Applications à la radioactivité.

1)- La radioactivité naturelle.

2)- La radioactivité artificielle.

3)- La datation au carbone 14.

4)- Les effets biologiques de la radioactivité.

V- Applications :

1)- QCM :

2)- Exercices :

TP Physique N° 04 Caractère aléatoire du phénomène de désintégration radioactive.

Radioactivité (Documents C.E.A)

 

QCM N° 08
Radioactivité
Sous forme de tableau

 

1)-  Exercice 12 page 116.

2)- Exercice 14 page 117.

3)- Exercice 21 page 117.

4)- Exercice 29 page119.

Pour aller plus loin : 

Mots clés :

Instabilité des noyaux ; la radioactivité ; la loi de décroissance radioactive ; les applications de la radioactivité ; radioactivité alpha et beta ; ...

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I- Stabilité et instabilité des noyaux.

1)- Composition du noyau d’un atome.

-     En 1911, Ernest Rutherford (physicien anglais) a découvert que l’atome

-   (dont l’ordre de grandeur du rayon est de l’ordre de 100 pm)

-   possède un noyau (dont l’ordre de grandeur du rayon est de quelques femtomètres 1 fm = 10 –15 m).

-     En conséquence le noyau de l’atome est 100 000 fois plus petit que l’atome.

-   De plus, il rassemble pratiquement toute la masse de l’atome.

-     Le noyau est constitué de particules appelées nucléons.

-   Les nucléons sont de deux types : les protons et les neutrons.

-        Caractéristiques du proton :
-        Masse :                                       mp = 1,67265 x 10 – 27 kg
-        Charge :                                     + e = 1,602189 x 10 – 19 C
-        C est le symbole du Coulomb unité de charge électrique.
-        Caractéristiques du neutron :    
-        Masse :                                       mn = 1,67496 x 10 – 27 kg

  

-     Remarque : e  représente la charge élémentaire. 

-     Toute charge électrique s’exprime en un nombre entier de charges élémentaires : q = ± n e 

-     La masse du neutron est voisine de celle du proton : mp mn  

-     Le nombre de nucléons est noté A, on l’appelle aussi le nombre de masse.

-     Le nombre de protons que contient le noyau est noté Z.

-   On l’appelle le numéro atomique ou le nombre de charge.

-     Les deux nombres A et Z suffisent pour caractériser un noyau.

-   Le nombre de neutrons : A Z.

2)- Isotopes. (Même place dans la classification périodique).

-   A chaque couple de valeurs (Z, A), correspond un type de noyau que l’on note : 

A

Z

X

  , où X est le symbole de l’élément chimique.

-     En conséquence, la notation représente le noyau d’un atome.

-     Des noyaux possédant le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons sont appelés isotopes.

-     Il existe environ 350 noyaux naturels et plus de 2500 noyaux artificiels obtenus en laboratoire.

-     Exemples :

Atomes isotopes

12

6

C

 

13

6

C

 

14

6

C

98,9 %

1,1 %

Traces

Composition d'un morceau de graphite

3)- Masse d’un noyau.

-     On utilise une unité adaptée à la physique nucléaire : l’unité de masse atomique.

-     L’unité de masse atomique u est le douzième de la masse du carbone 12.

1 .u = 1,6605402 x 10 – 27 kg.

-     Exemple : la masse d’un noyau d’Hélium  est m H 4,001 51 u

-     En conséquence, la masse d’un noyau est voisine de A en unité atomique.

-     Un nucléon étant environ 1850 fois plus lourd qu’un électron, la masse d’un noyau est voisine de celle de l’atome correspondant.

4)- Stabilité des noyaux.

-   La stabilité des noyaux résulte de la compétition entre l’interaction forte, responsable de l’attraction des nucléons et

-   de l’interaction électromagnétique responsable de la répulsion entre les protons.

-   L’interaction forte est intense mais de très courte portée (de l’ordre du femtomètre : 1 fm = 10 –15 m, soit un milliardième de micromètre.) 

-   La stabilité des noyaux obéit aussi aux lois de la mécanique quantique : un noyau possédant trop de particules de même type est instable.

-   Dans les petits noyaux, il y a une tendance à la symétrie :

-   Le nombre de protons est égal au nombre de neutrons pour les noyaux stables.

 

-   Un noyau est instable s’il possède trop de protons par rapport au nombre de neutrons.

-   Un noyau est instable s’il possède trop de neutrons par rapport au nombre de protons.

-   Un noyau est instable s’il possède trop de protons et trop de neutrons.

 

-   Un noyau instable est un noyau qui possède :

-     Trop de protons

-     Trop de neutrons

-     Trop de nucléons.

-     Exemples : le carbone 14 est instable, l’oxygène 14 est instable, de même l’uranium 238 est instable.

 

-   La cohésion du noyau est due à l’existence d’une interaction forte, attractive qui unit l’ensemble des nucléons et

-   qui prédomine devant l’interaction électrique (répulsion entre les protons).

-   Il y a antagonisme entre l’interaction forte et la répulsion des protons.

-   Dans certains cas la cohésion n’est pas suffisante, on dit que les noyaux sont instables.

-   Ils se désintègrent spontanément, on dit qu’ils sont radioactifs. Ce sont des radionucléides.

 

II- La radioactivité.

1)- Historique.

-   La radioactivité a été découverte par Henri Becquerel en 1896 (1852 – 1908). 

-   Il découvre la radioactivité de l’uranium au cours de travaux sur la phosphorescence.

-   Les travaux sont poursuivis par Pierre et Marie Curie

-   En 1898, ils découvrent la radioactivité du polonium Po 210 et du radium Ra 226.

-   En 1903 : prix Nobel de physique (Henri Becquerel avec Pierre et Marie Curie).

-   La radioactivité artificielle fut mise en évidence en 1934 par Irène et Frédéric Joliot – Curie

-   Ils ont crée par réaction nucléaire un isotope radioactif du phosphore.

-   On connaît actuellement, une cinquantaine de nucléides naturels radioactifs et environ 1200 nucléides artificiels radioactifs.

2)- Les Émissions Radioactives.

-     Une source radioactive peut émettre :

-     Des particules

-     Un rayonnement γ.

-     Les particules émises sont de trois types : les particules α , β + et β .

 

a)-     Les particules α  (alpha).

-   Ce sont des particules , des noyaux d’hélium dont l’écriture symbolique : , ion   He 2 +.

-   Ces particules sont éjectées à grande vitesse v ≈ 2,0 x 10 7 m / s.

-   Ce ne sont pas des particules relativistes.

-   Les particules sont directement ionisantes mais peu pénétrantes.

-   Elles sont arrêtées par une feuille de papier et par une épaisseur de quelques centimètres d’air.

-   elles pénètrent la peau sur une épaisseur de l’ordre de quelques micromètres.

-   Elles ne sont pas dangereuses pour la peau.

-   Par contre, elles sont dangereuses par absorption interne : inhalation, ingestion.  

 

b)-     Les particules β (bêta).

-   On distingue :

-     Les particules β qui sont des électrons :

-     Masse : m e = 9,1 x 10 – 31 kg

-     Charge : e = 1,602189 x 10 19  C

 

-     Les particules β +   qui sont des positons (antiparticule de l’électron).

-     Masse : m e = 9,1 x 10 – 31 kg

-     Charge : + e = 1,602189 x 10 19  C .

 

-   Les particules sont émises à grande vitesse v ≈ 2,8 x 10 8 m / s.

-   Ce sont des particules relativistes.

-   Elles sont plus pénétrantes mais moins ionisantes que les particules α.

-   Elles sont arrêtées par un écran de Plexiglas ou par une plaque d’aluminium de quelques centimètres.

-   Elles pénètrent la peau sur une épaisseur de quelques millimètres.

-   Elles sont dangereuses pour la peau.  

 

c)-     Le rayonnement γ (gamma).

-   Il accompagne l’émission de rayonnements α , β + et β .

-   Il est constitué d’une onde électromagnétique de très courte longueur d’onde ((λ 10 – 12  m et υ 10 20 Hz ).

-   Le rayonnement est constitué de photons qui se déplacent à la vitesse de la lumière et dont la masse est nulle.

-   Ils ne sont pas directement ionisants, mais ils sont très pénétrants. Ils peuvent traverser jusqu’à 20 cm de plomb.

-   Par interaction avec les atomes des substances traversées, ils peuvent donner naissance à des électrons qui eux sont ionisants.

-   Rappels de seconde :   λ = v . T et pour les ondes électromagnétiques : λ = c . T et .

3)- Définition.

-   Lorsqu’un noyau  est instable, il subit une transformation spontanée conduisant à la formation d’un nouveau noyau .

-   Ce phénomène porte le nom de radioactivité.

-        est appelé le noyau père et  est appelé le noyau fils.

-     Cette transformation radioactive s’accompagne de l’émission de particules et de rayonnements électromagnétiques.

4)- Les Lois de conservation : Loi de Soddy.

-     Toutes les réactions nucléaires vérifient les lois de conservation suivantes :

-     Conservation de la charge électrique.

-     Conservation du nombre total de nucléons.

-     Conservation de la quantité de mouvement.

-     Conservation de l’énergie.

A

Z

X

     

A'

Z'

Y

  +   

a

z

p

Noyau-père

Noyau-fils

Particule

 

-     Lois de Soddy :

   -     Conservation du nombre de nucléons :

A = A' + a

-     Conservation de la charge globale : 

Z = Z' + z 

5)- Les équations de la radioactivité.

a)-     Radioactivité α.

-     Un noyau lourd instable éjecte une particule α et donne un noyau fils plus léger, généralement dans un état excité

A

Z

X

     

A'

Z'

Y

  +   

4

2

He

Noyau-père

Noyau-fils

Particule α  

 

-     Lois de Soddy :

   -     Conservation du nombre de nucléons :

A' = A – 4

-     Conservation de la charge globale : 

Z' = Z – 2

 

A

Z

X

     

A – 4

Z – 2

Y

  +   

4

2

He

Noyau-père

Noyau-fils

Particule α  

 

-     Exercice : L’uranium 238 est émetteur α. Écrire l’équation de la réaction.

238

92

U

    

234

90

Th

  +   

4

2

He

Uranium

Thorium

Particule α   

 

-     Exercice : Le radium 226 est émetteur α. Écrire l’équation de la réaction.

226

88

Ra

   

222

86

Rn

    +   

4

2

He

Radium

Radon

Particule α   

 

 

b)-     Radioactivité β .

-   Cette radioactivité se manifeste lorsque le noyau présente un excès de neutrons.

-   Au cours de la désintégration, il y a émission :

-     D’un électron noté .

A

Z

X

    

A

Z + 1

Y

  +   

0

– 1

e

Noyau-père

Noyau-fils

Particule β

 

-     Les lois de Soddy : 

   -     Conservation du nombre de nucléons :

A' = A

-     Conservation de la charge globale : 

Z' = Z + 1

-     Exercice : le carbone 14 est émetteur β .

-   Écrire l’équation de la réaction.

14

6

C

     

14

7

N

  +   

0

– 1

e

Carbone

Azote

Particule β

-     Le noyau père possède trop d’électrons : 

1

0

n

    

1

1

H

  +   

0

– 1

e

Neutron

Proton

Particule β

-     Exercice : le césium 137 est émetteur β . Écrire l’équation de la réaction.

137

55

Cs

     

137

56

Ba

   +   

0

– 1

e

Césium

Baryum

Particule β

 

c)-     La radioactivité β + .

-   Cette radioactivité se manifeste lorsque le noyau d’un atome possède trop de protons.

-   Au cours de la désintégration, il y a émission :

-     D’un positon noté .

A

Z

X

     

A

Z – 1

Y

   +    

0

+ 1

e

Noyau-père

Noyau-fils

Particule β +

 

-     Les lois de Soddy :

   -     Conservation du nombre de nucléons :

A' = A

-     Conservation de la charge globale : 

Z' = Z 1

 

-     Exercice : l’oxygène 14 est émetteur β + .

-   Écrire l’équation de la réaction.

14

8

O

     

14

7

N

   +    

0

+ 1

e

Oxygène

Azote

Particule β +

 

-     Le noyau père possède trop d’électrons : 

1

1

H

    

1

0

n

    +   

0

+ 1

e

Proton

Neutron

Particule β +

 

d)-     La désexcitation γ.

-   Le noyau-fils est le plus souvent dans un état instable, il libère son excédant d’énergie sous forme de rayonnement γ.

-   Il se désexcite.

A

Z

Y

    

A'

Z'

Y*

   +   

0

0

γ

Noyau-fils

Etat excité

Noyau-fils

Etat stable

Rayonnement

 

-     La transformation qui permet de passer du noyau père au noyau fils non excité s’effectue en deux étapes.

 (1) 

A

Z

X

   

A'

Z'

Y

   +    

a

z

p

Noyau-père

Noyau-fils

Particule 

 

 (2) 

A

Z

Y*

 

A'

Z'

Y

    +   

 

γ

Noyau-fils

Excité

Noyau-fil

Stable

Rayonnement 

6)- Les détecteurs utilisés.

-     Les rayonnements issus de la radioactivité ne sont pas directement perceptibles.

-     La radioactivité est invisible, inaudible, inodore.

-   Elle ne peut être mise en évidence que par des outils d’observation indirecte :

-     Les plaques photographiques.

-     Des chambres d’ionisation.

-     Les détecteurs les plus couramment utilisés :

-     Les compteurs à ionisation de gaz, les scintillateurs et les semi-conducteurs.

-     Le principe est le même pour les différents détecteurs.

-   Un signal électrique est produit lorsque des électrons ou des rayons γ émis par le corps radioactif traversent le détecteur.

7)- Le diagramme de stabilité.

Table des Nucléides

-     L’ensemble des noyaux stables (en rouge) forme sur la représentation graphique la vallée de stabilité.

-     Les noyaux légers stables se répartissent au voisinage de la première bissectrice (N = Z autant de protons que de neutrons).

-     Les noyaux lourds stables  s’écartent de la bissectrice.

-   Ils ont plus de neutrons que de protons.

-     Pour les noyaux instables :

-     En bout de la vallée de stabilité, ils se désintègrent en émettant des particules alpha :

-   ils sont radioactifs alpha.

-     Au-dessus de la vallée de stabilité, ils sont émetteur β

-   Au-dessous du domaine de stabilité, ils sont émetteurs β +

 

 

N = A – Z : Nombre de neutrons

11

 

 

 

 

 

 

 

 

19O

10

 

 

 

 

 

 

 

17N

18O

9

 

 

 

 

 

 

 

16N

17O

8

 

 

 

 

 

 

14C

15N

16O

7

 

 

 

 

 

12B

13C

14N

15O

6

 

 

 

 

10Be

11B

12C

13N

 

5

 

 

 

8Li

9Be

10B

11C

 

 

4

 

 

6He

7Li

 

 

10C

 

 

3

 

 

 

6Li

7Be

 

 

 

 

2

 

3H

4He

 

 

 

 

 

 

1

n

2H

3He

 

AX

 

Nucléide stable

0

 

1H

 

AX

AX

AX

Nucléide instable

 

0

1

2

3

4

5

6

7

 

Z : Nombre de protons

 

III- Loi de décroissance radioactive.

1)- Caractère aléatoire d’une désintégration radioactive.

-     Un noyau instable est susceptible de revenir à l’état stable à tout moment. 

-    Le phénomène de désintégration est imprévisible.

-   Pour un noyau instable donné, on ne peut prévoir la date de sa désintégration. 

-    En revanche, on connaît la probabilité de désintégration de ce noyau par unité de temps.

-     Le phénomène de désintégration est aléatoire. 

-    La probabilité qu’a un noyau radioactif de se désintégrer pendant une durée donnée est indépendante de son âge. 

-     Elle ne dépend que du type de noyaux considéré.

-     Un noyau de carbone 14 apparu, il y a mille ans et un autre formé,

-   il y a 5 min ont exactement la même probabilité de se désintégrer dans l’heure qui vient. 

-    Un noyau ne vieillit pas.

-     Ce caractère aléatoire fait que pour un ensemble de noyaux instables identiques,

-   on ne peut prévoir lesquels seront désintégrés à une date donnée,

-   mais on peut prévoir combien de noyaux seront désintégrés. 

-    On peut prévoir avec précision l’évolution statistique d’un grand nombre de noyaux radioactifs.

-    C’est un phénomène sur lequel il est impossible d’agir.

-   Il n’existe aucun facteur permettant de modifier les caractéristiques de la désintégration d’un noyau radioactif.

2)- La constante radioactive.

-    Chaque nucléide radioactif est caractérisé par une constante radioactive λ, qui est la probabilité de désintégration d’un noyau par unité de temps. 

-    Elle s’exprime en s –1.

-    La constante λ ne dépend que du nucléide.

Elle est indépendante du temps, des conditions physiques et chimiques.

-    Pendant la durée Δt, la probabilité pour qu’un noyau se désintègre est λ . Δt

3)- Loi de décroissance radioactive.

-     Considérons un échantillon contenant :

-     N (t) noyaux radioactifs à la date t.

-     A la date t + Δt très proche de t, le nombre de noyaux radioactifs a diminué.

-     Pendant l’intervalle de temps Δt  très court, on peut considérer que le nombre de noyaux ayant subi une désintégration est :  λ . Δt . N.

-      La variation ΔN du nombre N de noyaux pendant la durée Δt est donnée par la relation :

-     ΔN = - λ . Δt . N   soit : ΔN + λ . Δt . N = 0 (1)

-     Divisons l’expression (1) par Δt, il vient :

-    

-     Lorsque Δt  0, l’expression (2) s’écrit :  

-    

-     La solution de cette équation différentielle du premier ordre donne la loi de décroissance radioactive :

-     N (t) = N 0 e λ t

-     N 0 représente le nombre de noyaux présent à la date t 0 = 0

-     N (t) représente le nombre de noyaux radioactifs présents à la date t

-     λ est la constante radioactive s –1.

-  Énoncé : Loi de décroissance radioactive.

-  Le nombre de noyaux radioactifs N (t) présents à la date t dans un échantillon est donné par la loi de décroissance radioactive

N (t) = N0 e λ t

-  N0 représente le nombre de noyaux radioactifs initialement présents.

4)- Demi-vie.

Définition :

-     Pour un type de noyaux radioactifs, la demi-vie t½ est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initialement présent dans l’échantillon se sont désintégrés.

-     Relation entre t½ et λ :

-     Au temps t :  

-   N (t) = N 0 e λ t

-     Au temps t + t½:  

-    N (t + t½) = N 0 e λ (t + t½)

-     En conséquence : 

-     

La demi-vie n’a qu’une valeur statistique.

Elle indique qu’un noyau radioactif a une chance sur deux de disparaître au bout d’une demi-vie.

5)- Courbe de décroissance et Constante de temps τ.

-     La constante de temps, notée τ est l’inverse de la constante radioactive.

-   Elle s’exprime en seconde s.

-   Expression :   La constante de temps est l’inverse de la constante radioactive

-     On peut obtenir la valeur de la constante de temps τ à partir de la loi de décroissance.

-     

-     Si l’on se place au temps t  = 0 :  

-    

-     En conséquence, la tangente à la courbe N (t) = N0 e λ t à l’instant initial rencontre l’axe des abscisses à la date τ.

-     Exemples :

 

 

6)- Activité d’un échantillon radioactif.

-     L’activité A(t) d’un échantillon radioactif à la date t est le nombre de désintégrations par seconde de cet échantillon.

-     L’unité d’activité est le Becquerel Bq en hommage à Henri Becquerel.

1 Bq = 1 désintégration par seconde.

-     Si l’on considère qu’entre t et t + Δt, le nombre de noyaux radioactif a diminué de ΔN

-    l’activité est donnée par la relation :  ceci représente l’activité moyenne. 

-    Pour avoir l’activité à un instant donné, il faut faire tendre Δt  0.

-     En conséquence :

-  

-     Si l’on pose  A0 = λ . N0  =>  A (t) = A0 e λ t

-     La décroissance de l’activité suit la même loi que la décroissance du nombre de noyau radioactif d’un échantillon.

-     Ordre de grandeur des activités : l’eau de mer a une activité de l’ordre de 10 Bq par litre. 

-    Le Radon, présent dans l’air, à l’état de trace, a une activité de quelques centaines de Bq.

-     Le corps humain A 104 Bq,

-     Les sources radioactives, utilisées au laboratoire, ont une activité comprise entre 4 x 10 4 Bq et 4 x 10 7 Bq.

-     L’activité d’un gramme de radium est supérieure à 10 10 Bq.

-     On utilise aussi le curie comme unité de radioactivité : 

1 Ci = 3,7 x 10 10  Bq

IV- Applications à la radioactivité.

1)- La radioactivité naturelle.

-     Les noyaux radioactifs présents depuis la formation de l’Univers : 

-     L’uranium 238 (t½   =  4,5 x 109 ans), 

-     Le potassium 40 (t½   = 1,35 x 109 ans), 

-     L'uranium 235 (t½  =  7,04 x 108 ans),

-     Leur durée de demi-vie est très longue par rapport à l’âge de la Terre (4,5 milliards d’années).

-     On les trouve encore de nos jours.

-     Les radionucléides de durée de demi-vie courte.

-     Ce sont les noyaux fils des noyaux précédents :

-     Le radium 226 : t½  =1  622 ans ,

 -    Le radon 222 : t½  =  3,82 j  

-     Le  plomb 214 : t½  =  3,05 min.

-     Les radionucléides formés par impact :  impact d’un noyau stable avec une particule cosmique ou issue de la désintégration

14

7

N

     +     

1

0

n

       

14

6

C

    +    

1

1

H

-     Le carbone 14 est radioactif, sa durée de demi-vie  :  t½ = 5568 ± 30 ans

2)- La radioactivité artificielle.

-     En 1934, Irène et Frédéric Joliot – Curie découvre la radioactivité artificielle. 

-    Une feuille d’aluminium est bombardée avec des particules alpha produites par du polonium 210.

-     Première étape :

4

2

He

     +     

27

13

Al

     

30

15

P*

    +    

1

0

n

 

-     C’est une transmutation (α, n) produisant du phosphore 30 radioactif.

-   Le phosphore 30 est émetteur β +.

-     Deuxième étape :

30

15

P*

         

30

14

Si

    +    

0

1

e

    +    

0

0

υ

      +     

γ

 

-     Pour obtenir des radionucléides artificiels, on peut utiliser différents projectiles :

-   des particules chargées comme les protons,

-   les particules alpha ou les deutons (noyaux de deutériums notés d   ) ou

-   des particules neutres comme les neutrons n.

3)- La datation au carbone 14.

-     Elle est fondée sur l’utilisation de la loi de décroissance radioactive de l’isotope , radioactif β

-     La demi-vie du carbone 14 est fixée de façon conventionnelle à 

-   t1/2 = 5568 ± 30 ans (valeur admise en 1950). 

-     Le carbone 14 est présent dans l’atmosphère. 

-     Il est régénéré par une réaction nucléaire faisant intervenir des neutrons cosmiques et des noyaux d’azote 14 :

14

7

N

     +     

1

0

n

      

14

6

C

    +    

1

1

H

-     La proportion de carbone 14 par rapport au carbone 12 est de l’ordre de 10 –12

-     Il en est de même dans le dioxyde de carbone atmosphérique. 

-     On fait l’hypothèse que cette proportion est à peu près constante à l’échelle de quelques dizaines milliers d’années.

-     Tous les organismes vivants échangent du dioxyde de carbone avec l’atmosphère,

-   soit directement, via la photosynthèse,

-   soit indirectement via l’alimentation. Les tissus fixent l’élément carbone.

-     La proportion de carbone 14 par rapport au carbone 12 est la même que la proportion atmosphérique. 

-     A leur mort, les organismes cessent de fixer l ‘élément carbone et le carbone 14 n’est plus régénéré. 

-     La quantité de carbone 14 présent dans les tissus diminue alors selon la loi de décroissance radioactive.

-     L’activité radioactive A0 d’un organisme vivant due au carbone 14 est égale à t1/2 = 814 ± 4 Bq pour un échantillon de 1 g. 

-    En mesurant à un instant t l’activité A (t) d’un échantillon organique mort, de masse connue, on peut déterminer son âge :

-      

-     La quantité de carbone 14 restant dans un échantillon est encore mesurable jusqu’à 50 000 ans environ.

4)- Les effets biologiques de la radioactivité.

-   Les expositions aux radiations radioactives sont de deux ordres :

-     Les irradiations directes issues de sources extérieures au corps humain

-   (certaines roches granitiques qui contiennent du thorium 232, le radon 222 présent dans l’atmosphère, …les effets de la centrale de Tchernobyl).

-     Les irradiations internes (iode 131 radioactif qui se fixe dans la glande thyroïde : t1/2  =  8,02 j )

-    La dose reçue par une personne irradiée détermine :

-     La gravité des effets immédiats (rougeur de la peau, brûlures, ..)

-     La probabilité d’apparition des effets aléatoires (anomalies génétiques ou héréditaires, cancers, leucémies,…)

 

V- Applications : exercice 12 page 116, 14 page 117, 21 page 117, 29 page119.

1)- QCM :

 

2)- Exercices :

 

 

1)-  Exercice 12 page 116.

2)- Exercice 14 page 117.

3)- Exercice 21 page 117.

4)- Exercice 29 page119.