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Radioactivité et décroissance nucléaire — Physique-Chimie 2ème Bac

  • Physique-Chimie
  • Sciences Physiques et SVT

Structure et stabilité des noyaux, radioactivité et équations de désintégration, loi de décroissance radioactive, demi-vie et constante de temps, activité d’un échantillon et datation au carbone 14 ou au potassium 40.

  • 6leçons vidéo
  • 14exercices corrigés
  • 140questions de quiz
  • 8 h 40de vidéo
Radioactivité et décroissance nucléaire — couverture du chapitre sur Kresco

Khtwa b khtwa.

Au programme

Chaque leçon est une vidéo courte avec son résumé, ses points de contrôle et son quiz.

Le cours6 leçons

  1. Structure et stabilité nucléaires

    31 min

    Introduction aux transformations nucléaires, à la structure du noyau, aux isotopes et à la stabilité nucléaire à l’aide du diagramme de Segrè.

  2. Radioactivité et désintégrations

    50 min

    Radioactivité part2

  3. Loi de décroissance radioactive

    33 min

    Loi de Décroissance part3

  4. Demi-vie radioactive

    34 min

    Définition, détermination graphique et relations de la demi-vie avec λ et τ, puis expression du nombre de noyaux restants après plusieurs demi-vies.

  5. Déterminer N₀, t₁/₂ et τ

    15 min

    La vidéo étudie les noyaux désintégrés et les noyaux fils, puis montre comment déterminer N₀, la demi-vie t₁/₂ et la constante de temps τ à partir de courbes croissante ou décroissante.

  6. Activité radioactive et datation

    28 min

    Activité et Datation part6

Exercices corrigés en vidéo14

  • Exercice 1

    Décroissance du polonium 210

    L’exercice traite de l’équation de désintégration du polonium 210, de sa constante radioactive, du nombre initial de noyaux, d’une durée liée à l’activité et de la décroissance relative.

    32 min
  • Exercice 2

    Disparition du strontium 90

    Résolution d’un exercice déterminant le temps nécessaire pour que 99,9 % d’une masse de strontium 90 disparaisse, avec une demi-vie de 28 ans.

    22 min
  • Exercice 3

    Activités des iodes 131 et 123

    Calcul des activités initiales de deux échantillons d’iode 131 et d’iode 123, puis recherche de l’instant où leurs activités sont égales.

    33 min
  • Exercice 4A

    Demi-vie de l’uranium 238

    Le professeur analyse les données d’un exercice sur 1 g d’uranium-238, rappelle la relation A = λN et montre comment déterminer N à partir de la masse, de la masse molaire et de la constante d’Avogadro. Il introduit ensuite une deuxième méthode.

    9 min
  • Exercice 4B

    Nombre de noyaux et demi-vie

    Le cours présente deux méthodes pour déterminer le nombre de noyaux d’un échantillon, puis les applique à un échantillon d’un gramme d’uranium 238 afin de calculer une période exprimée en années.

    23 min
  • Exercice 5A

    Activité du césium 137 à 30 et 60 ans

    Détermination de l’activité initiale, calcul des activités à 30 et 60 ans, et utilisation des relations de décroissance radioactive.

    15 min
  • Exercice 5B

    Activité après n demi-vies

    Le cours dérive l’activité après deux demi-vies, propose une méthode de calcul numérique, puis établit la relation générale A(n t₁/₂) = A₀/2ⁿ par deux méthodes utilisant les exponentielles et les logarithmes népériens.

    16 min
  • Exercice 6

    Désintégration du cobalt 60 et demi-vie

    Étude de la désintégration β⁻ du cobalt 60, démonstration d’une relation sur l’activité et calcul de sa période radioactive.

    22 min
  • Exercice 7

    Datation d'une roche au potassium 40

    Étude de la composition du potassium-40, de sa désintégration en argon-40, du calcul de la constante radioactive et de l’âge d’une roche volcanique.

    31 min
  • Exercice 8

    Rhénium 186 en médecine

    Étude du rhénium 186 : composition du noyau, désintégration β⁻, demi-vie, décroissance radioactive et détermination du volume injecté.

    36 min
  • Exercice 9A

    Formation du carbone 14 et datation

    Le cours résout une réaction produisant du carbone 14, étudie sa désintégration β−, puis établit la loi de décroissance après n demi-vies avant d’introduire un exercice de datation.

    23 min
  • Exercice 9B

    Datation d’un bois égyptien au carbone 14

    Le cours établit l’âge d’un bois à partir du rapport d’activités, puis détermine l’ordre de grandeur de la date de sa coupe.

    24 min
  • Exercice 10

    Datation d’une nappe phréatique

    L’exercice explique la diminution du chlore 36 dans une nappe souterraine, établit sa désintégration β⁻, calcule l’âge de la nappe et évalue l’utilisation du silicium 32.

    26 min
  • Exercice 11

    Âge d'une roche par le rapport Ar/K

    Étude de la désintégration du potassium-40 en argon-40, établissement des relations entre les noyaux présents et calcul de l’âge d’une roche volcanique.

    17 min

L-mouhim f l-mouhim.

L’essentiel du cours

Les définitions, repères et formules des premières leçons, tirés des fiches du chapitre.

À l’examen national
ce module vaut environ 1,51{,}5 à 22 pointset il tombe au 2ᵉ contrôle
Relation clé
A=Z+NA=Z+Nnucléons = protons + neutrons
Isotopes
même ZZ, NN (donc AA) différent
Diagramme de Segrè
ZZ en abscisse, NN en ordonnéechaque point est un noyau
Électron
−10e^{0}_{-1}eradioactivité β⁻
Positon
+10e^{0}_{+1}eradioactivité β⁺ (antiparticule de l’électron)
Noyau d’hélium
24He^{4}_{2}\mathrm{He}radioactivité α
Définition

Nucléons, protons, neutrons

Le noyau est formé de petites particules, les nucléons, de deux types : les protons et les neutrons. On représente chaque noyau par le symbole ZAX^{A}_{Z}X : AA = nombre de nucléons ou nombre de masse (presque toute la masse de l’atome est dans le noyau) ; ZZ = nombre de protons ou numéro atomique ; NN = nombre de neutrons.

Définition

Isotopes

Des isotopes sont des noyaux qui ont le même ZZ (même nombre de protons) mais une différence en NN, donc aussi en AA. Exemple : 612C^{12}_{6}\mathrm{C} et 614C^{14}_{6}\mathrm{C} (Z=6Z=6 pour les deux, A=12A=12 et A=14A=14).

À retenir

Le diagramme de Segrè

Segrè a placé tous les noyaux connus dans un repère : ZZ (protons) en abscisse, NN (neutrons) en ordonnée. Chaque point du diagramme est un noyau ; connaître ZZ et NN suffit pour le connaître (A=Z+NA=Z+N).

À retenir

Cause de l’instabilité

Un noyau est instable s’il a un excès de protons (ZZ trop grand devant NN) ou un excès de neutrons (NN trop grand devant ZZ). Dans le diagramme : augmenter NN fait monter le point, augmenter ZZ le déplace vers la droite ; s’il sort de la vallée, le noyau devient instable.

Définition

Définition (tableau du prof)

La radioactivité est une transformation nucléaire naturelle, spontanée et aléatoire d’un noyau père instable en un noyau fils plus stable, avec émission d’une particule (rayonnement).

formules du chapitre
A=Z+NN=A−ZA=Z+N\qquad N=A-Z

Pas besoin d’apprendre par cœur : les nucléons, ce sont les protons plus les neutrons.

Jarreb rassek.

Teste-toi maintenant

5 questions parmi les 140 du chapitre. Réponds, la correction s’affiche.

  1. Question 1 sur 5

    Que trouve-t-on à l’intérieur du noyau d’un atome ?

  2. Question 2 sur 5

    Quelle proposition définit correctement la radioactivité ?

  3. Question 3 sur 5

    Plusieurs réponses sont correctes. Sélectionne les affirmations conformes à la loi N(t)=N0e−λtN(t)=N_0e^{-\lambda t}.

  4. Question 4 sur 5

    Dans la loi N(t)=N0e−λtN(t)=N_0e^{-\lambda t}, que représente N(t)N(t) selon la clarification donnée dans la vidéo ?

  5. Question 5 sur 5

    Pour une courbe croissante du nombre de noyaux désintégrés, quelle proposition correspond aux méthodes présentées dans la vidéo ?

Yallah, wa7d l-khtwa.

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