Techniques radioactives

Pages: 6 (1423 mots) Publié le: 22 octobre 2013
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TECHNIQUES RADIOACTIVES

I. Définitions

- Radioactivité : phénomène causé par des réactions nucléaires naturelles, impliquant la désintégration des noyaux atomiques instables, comme C14.
- Rappels historiques :
1896 : Découverte du rayonnement radioactif par Becquerel
* 1898 : Découverte de nouveaux éléments radioactifspar M. Curie (radium + polonium)
* 1900 : Identification des émissions radioactives (α , β , ϒ)

Les particules α sont déviées par le pôle - , donc elles sont chargées + .
Les particules β sont déviées par le pôle + , donc elles sont chargées – .
Les particules ϒ ne sont pas déviées, donc elles ne sont pas chargées .

- Chimie : réaction toujours au niveau de la couche électronique desatomes
- les noyaux atomiques retiennent leur identité
- énergie mise en jeu entre 1 et 1000 kJ
- lois fondamentales : conservation de la masse + conservation de l’énergie

- Radiochimie = chimie nucléaire : noyaux atomiques susceptibles de mutations (réactions nucléaires)
- les noyaux atomiques ne retiennent pas leur identité
- énergie mise en jeude 1000 à 10 000 000 000 kJ
- transformation de la matière en énergie : Einstein E = mc²
(Avec E = énergie ; m = masse ; c = vitesse de la lumière)

- Alchimie : réaction nucléaire impliquant des transformations d’éléments (pierre philosophale qui transforme le plomb en or)

- Isotopes : éléments contenant le même nombre de protons (radioactifs H3 = tritium ou non radioactifsH2 = deutérium)
- Isotones : éléments contenant le même nombre de neutrons (C14₆ et N15₇)
- Isobares : éléments contenant le même nombre de masse A (Ar 4018 et K 4019)

Les rayonnements :
- α : émission d’un noyau d’hélium He42 (2 protons + 2 neutrons) [grosse molécule donc moins dangereux]
- β- : transformation d’un neutron en proton, accompagnée par l’émission d’un électron (+ petit doncpénètre plus facilement, donc + dangereux) N10 p11 + e0-1
- ϒ : émission d’un rayonnement électromagnétique (= onde), de même nature que la lumière visible ou les rayons X, mais plus énergétique donc plus pénétrant et donc plus dangereux, mais plus facile à détecter.
II. Loi de décroissance radioactive

- Radiations nucléaires : ne peuvent être bloquées par aucun moyenchimique, donc un noyau atomique instable (radioactif) se désintègre quelle que soit la nature chimique de l’atome correspondant.
- Il s’agit d’une cinétique de 1er ordre, quelle que soit la nature du noyau radioactif et quelle que soit la nature de la désintégration. La vitesse de désintégration est donc proportionnelle au nombre de noyaux radioactifs présents.
- La constante de vitesse k s’appelleconstante de désintégration, caractéristique du noyau radioactif :
- dNdt=k . [N]
Soit : dNN=- k . dt
D’où : ln(Nt) = - kt + cst = - kt + ln(No) (car constante = ln(No))
D’où : ln(Nt) – ln(No) = ln ( N(t)No ) = - kt
D’où : N(t)No = e-kt
D’où : N(t) = No . e-kt pour des temps très grands, tend vers 0

- Temps de demi-vie = période : temps nécessaire pour avoir la moitié de laradioactivité initiale
t1/2=ln⁡(2)k
* Si on trace une fonction : N = f(temps) , on obtient une courbe exponentielle. Ne pas oublier de la linéariser (log(N) = f(temps)).

III. Unités de mesure

Le Becquerel :
- mesure le niveau de radioactivité, également appelé activité
- correspond au nombre d’atomes qui se désintègrent par unité de temps (la seconde)
- ancienne unité correspondante :le curie Ci
1 Bq = 1 dps (désintégration/seconde) = 60 dpm (désintégration/minute)
1 Ci = 3.7.1010 Bq

Le Gray :
- mesure la quantité d’énergie absorbée (dose absorbée) par la matière, exposée à des rayonnements ionisants
- 1 Gray correspond à une énergie absorbée de 1 joule par kilo de matière (1 J / kg)
- ancienne unité correspondante : le rad (1 Gy = 100 rad)

Le...
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