Chapitre 8 : Radioactivité

Mécanisme spontané et aléatoire de transformation d'un noyau instable en un noyau plus stable.

Probabilité de désintégration d'un noyau par unité de temps. Elle est propre à chaque noyau et ne change pas avec le temps.

Temps nécessaire pour que la moitié des noyaux instables d'un échantillon se désintègre.

dN(t)/dt = -λN(t). Elle décrit comment le nombre de noyaux instables (N(t)) change au cours du temps.

Le nombre de noyaux instables diminue de manière exponentielle au cours du temps, selon une courbe.

Le carbone-14 (C-14) est un isotope radioactif présent dans les organismes vivants et en équilibre avec la production atmosphérique.

Après la mort, la production de carbone-14 cesse, et la quantité de C-14 diminue par désintégration, selon une loi exponentielle.

Le carbone-14 se désintègre de façon exponentielle au cours du temps, avec une demi-vie spécifique.

Le carbone-12 (C-12) et le carbone-13 (C-13) sont des isotopes stables du carbone, contrairement au carbone-14.

La proportion de C-14 dans un échantillon permet de déterminer l'âge d'un organisme mort, en mesurant la décroissance temporelle.

Nombre de désintégrations par unité de temps.

L'activité (A) est égale à la probabilité de désintégration par unité de temps (λ) multipliée par le nombre de noyaux instables (N).

Becquerel (Bq), qui correspond à une désintégration par seconde.

L'activité d'une source radioactive diminue exponentiellement avec le temps.

Spontané à l'intérieur du noyau atomique.

Transformation d'un neutron en proton dans le noyau, accompagnée de l'émission d'un électron (particule bêta -) et d'un antineutrino.

Électron émis lors de la désintégration bêta-. Ce n'est pas un électron préexistant dans l'atome.

Particule émise lors de la désintégration bêta-.

Noyau initial avant la désintégration.

Noyau résultant après la désintégration.

Énergie de mouvement des particules émises.

Distribution continue d'énergies cinétiques de l'électron.

Source de l'énergie partagée entre les particules émises.

Un proton dans le noyau se transforme en neutron, émettant un électron et un neutrino. Ce processus compète avec la désintégration bêta +.

Les noyaux qui subissent ces désintégrations ont un excès de protons par rapport aux neutrons. Exemples : 11C, 13N, 15O, 18F, 124I.

Un noyau émet une particule alpha (2 protons et 2 neutrons, identique à un noyau d'hélium). L'énergie est donnée à la particule alpha.

Les noyaux lourds avec un rapport élevé protons/neutrons subissent généralement une désintégration alpha. Exemples : Rn-222, Ra-223, U-238.

Les particules alpha ont des énergies spécifiques qui dépendent du radionucléide. La désintégration peut aboutir à différents niveaux d'énergie du noyau-fille, conduisant à des énergies différentes des particules alpha.

Représentation visuelle des différents modes de désintégration d'un radionucléide. Montre les niveaux d'énergie, les transitions et les produits de désintégration.

Le Ra-233, utilisé en médecine nucléaire, se désintègre en Rn-219 via des particules alpha. Son schéma de désintégration présente 24 branches aboutissant à des niveaux d'énergie différents de Rn-219.

L'énergie libérée lors de la désintégration radioactive d'un noyau. Elle varie entre 0 et une énergie maximale propre au radionucléide en question.

Un neutron dans le noyau se transforme en un proton, émettant un électron (particule bêta -) et un antineutrino. Le nombre atomique (Z) augmente de 1, tandis que le nombre de masse (A) reste le même.

Un noyau excité se désexcite en émettant un photon gamma. L'énergie du noyau diminue, mais le nombre atomique et le nombre de masse restent inchangés.

Un proton dans le noyau se transforme en un neutron, émettant un positron (particule bêta +) et un neutrino. Le nombre atomique (Z) diminue de 1, tandis que le nombre de masse (A) reste le même.

Lorsqu'un positron rencontre un électron, les deux particules s'annihilent, produisant deux photons gamma d'une énergie de 511 keV chacun, émis à 180 ° l'un de l'autre.

Un électron orbital est capturé par le noyau, se combinant avec un proton pour former un neutron et un neutrino. Le nombre atomique (Z) diminue de 1, tandis que le nombre de masse (A) reste le même.

Atomes du même élément chimique ayant le même nombre de protons (même numéro atomique) mais un nombre différent de neutrons (nombre de masse différent).

Noyaux atomiques instables qui subissent une désintégration radioactive.