Prix Nobel de Chimie 1935 : Irène Joliot-Curie

Transcription

1 Prix Nobel de Chimie 1935 : Irène Joliot-Curie I) Présentation II) La radioactivité III) Les applications d'aujourd'hui Carrière Damien 1

2 I) Présentation Née le 12 Septembre 1987 dans le 13ème arrondissement de Paris. Fille de Pierre et Marie Curie. En 1918, détenant un baccalauréat, elle rejoint sa mère à l'institut du Radium de Paris, où elle devient son assistante. Épouse de Frédéric Joliot, elle a obtenu avec lui le prix Nobel de chimie en 1935 pour la découverte de la radioactivité artificielle. Carrière Damien 2

3 I) Présentation En 1936, Irène Joliot-Curie est membre du gouvernement du Front populaire en tant que sous-secrétaire d'état à la Recherche scientifique. En 1937, elle devient maître de conférence, en remplacement de son mari nommé au Collège de France, puis professeur sans chaire à la Faculté des sciences de Paris. Ils travaillent dès 1939 sur le projet d'une bombe atomique française pour laquelle ils déposeront un brevet. En 1939, elle reçoit le titre honorifique d'officier de la Légion d'honneur. Carrière Damien 3

4 I) Présentation En 1946, elle devient directrice de l'institut du Radium, elle participe aussi à la création du Commissariat à l'énergie atomique. Elle obtient le prix international de la paix du Conseil mondial de la paix en En 1951 elle reçoit en même temps que son mari le titre de docteur honoris causa de l'université Jagellon de Cracovie. Irène Joliot-Curie meurt le 17 mars 1956 à Paris d'une leucémie résultant d'une surexposition aux rayonnements radioactifs. Carrière Damien 4

5 I) Présentation Nous allons donc maintenant aborder la radioactivité et en particulier la radioactivité artificielle, domaine sur lequel Irène Joliot-Curie à consacrer une grande partie de sa vie. Carrière Damien 5

6 II) La radioactivité 1) Radioactivité naturelle ou artificielle Quand on parle de radioactivité, beaucoup de gens l'associent directement au nucléaire, aux bombes atomiques et au déchets nucléaires. Mais beaucoup ignorent ce qu'est vraiment la radioactivité et toutes ces applications. a) Radioactivité naturelle Nous sommes bombardés en permanence par des particules du rayonnement cosmique dont des centaines nous traversent à chaque seconde. Des roches comme le granit contiennent des traces d'uranium légèrement radioactif. S'asseoir sur un bloc de granit ou passer à proximité c'est s'exposer aux rayons gamma émis par l'uranium qu'il contient. A travers notre alimentation ou en respirant nous assimilons des éléments radioactifs. Carrière Damien 6

7 II) La radioactivité Nous sommes nous mêmes radioactifs! Huit mille atomes de potassium-40 et de carbone-14 se désintègrent par seconde dans notre corps. La principale source de radioactivité naturelle est un gaz rare, le radon issu de la chaîne de désintégrations de l'uranium. Le radon, est nocifs pour les poumons. Les matériaux de construction d'une habitation et son aération sont déterminants pour l'exposition au radon. La radioactivité fait donc parti de notre quotidien. A petite dose elle ne pose pas de problème. Grâce à l'avancé de la science dans ce domaine et aux travaux d'irène Joliot-Curie, on peut aujourd'hui contrôler ( avec plus ou moins de succès ) cette radioactivité qui fournis entre autre une immense source d'énergie. Carrière Damien 7

8 II) La radioactivité Exemples de radioactivité naturelle Être humain : 8000 Bq environ pour un poids de 70 kg Eau douce : 0,1 Bq /l Lait : 80 Bq/l Poisson : 100 Bq/kg Pomme de terre : 170 Bq/kg Sol granitique : 8000 Bq/kg Sol sédimentaire : 400 Bq/kg Minerai d uranium : Bq/kg (25MBq) Carrière Damien 8

9 II) La radioactivité b) La radioactivité artificielle Il est possible de provoquer artificiellement cette instabilité en transformant le noyau d un élément stable en noyau d un élément instable par bombardement par des particules. On parle alors de radioactivité artificielle. Les rayonnements émis sont semblables et ont les mêmes effets que ceux résultants de la radioactivité naturelle. Cette instabilité peut être due à : - un trop grand nombre de particules - un écart trop important entre le nombre de protons et de neutrons - un trop plein d'énergie De ce fait, le noyau d'un atome instable corrige naturellement ces anomalies en se désintégrant et en émettant des rayonnements afin de devenir stable. Carrière Damien 9

10 II) La radioactivité La radioactivité artificielle consiste à bombarder des atomes naturelles avec des protons ou des particules alpha ( noyaux d'hélium ). Les noyaux de ces atomes acquièrent donc des protons supplémentaires qui les transforment en nouveau atomes plus lourds, instable. La découverte de la radioactivité artificielle est d'une importance majeure. Elle signifie que la propriété de radioactivité n'est pas réservée à quelques éléments présents aujourd'hui dans la nature. C'est une propriété générale de la matière. L'homme est capable d'obtenir les isotopes radioactifs dont il a besoin comme traceur, comme marqueur, ce qui lui permet de suivre l évolution de l'élément marqué Carrière Damien 10

11 II) La radioactivité Il existe 2 types de réactions nucléaires : la fission et la fusion La fission : Lorsque le noyau d'un atome lourd se fragmente en deux noyaux plus petits, il se produit un événement remarquable: l'addition des masses des deux noyaux résiduels est inférieure à la masse du gros noyau d'origine. La masse manquante s'est transformée en une énorme quantité d'énergie, (équivalence masse-énergie d'einstein). De plus, dans certains cas, la fission du noyau peut être provoquée par un unique neutron et, détail très important, cette fission produit elle-même à son tour d'autres neutrons qui eux-même iront briser d'autres noyaux d'uranium... On assiste à une réaction en chaîne. Carrière Damien 11

12 II) La radioactivité La fusion : Elle peut être considérée comme l'inverse de la fission : Lorsque deux noyaux légers d'atomes se percutent et fusionnent en un noyau plus gros, la masse finale de ce gros noyau est plus petite que la somme des masses des deux noyaux initiaux, d'où un énorme dégagement d'énergie produit par cette différence de masse annihilée. Pour pouvoir provoquer une telle réaction de fusion, il faut forcer les noyaux, tous chargés positivement, à se rapprocher et à vaincre leur répulsion mutuelle (comme deux aimants qui se repoussent) : Ceci n'est possible qu'à de très hautes températures. C'est pourquoi la réaction de fusion nucléaire est aussi appelée réaction thermonucléaire. Carrière Damien 12

13 II) La radioactivité Les applications sont nombreuses, la physique nucléaire, avec la découverte de la radioactivité artificielle a permis de faire des avancées dans beaucoup de domaines. Nous verrons dans cette dernière partie les applications du quotidien qu'a engendrer la découverte de la radioactivité artificielle. Carrière Damien 13

14 III) Les applications d'aujourd'hui La médecine : Le diagnostics de cancers et d'autre maladies par le biais de scintigraphies et tomographies, autorisant des examens poussés d organes en fonctionnement (cœur, cerveau, poumons, os, reins) ; Traitement des tumeurs grâce à la radiothérapie, qui emploie les rayonnements des radionucléides pour détruire les cellules cancéreuses. Carrière Damien 14

15 III) Les applications d'aujourd'hui Carrière Damien 15

16 III) Les applications d'aujourd'hui La production d'énergie : Dans une central nucléaire, c'est cette fission qui dégage la chaleur nécessaire pour faire chauffer l'eau qui se transformera en vapeur d'eau et fera tourner les turbines de la central pour produire de l électricité Carrière Damien 16

17 III) Les applications d'aujourd'hui Datation au carbone-14 : À partir de l'instant où un organisme meurt, la quantité de carbone 14 qu'il contient décroit au cours du temps selon une loi exponentielle. Un échantillon de matière issu de cet organisme peut donc être daté en mesurant le rapport «carbone 14 / carbone total» avec un spectromètre de masse. Au-delà de ans, la quantité de carbone 14 est trop faible pour être détectée. On doit alors utiliser d'autres méthodes de datation. Carrière Damien 17

18 III) Les applications d'aujourd'hui L irradiation agroalimentaire : Elle permet de détruire à froid les micro-organismes. Elle permet une meilleure conservation des produits en empêchant la germination des bulbes et tubercules ; en éliminant les insectes parasites des céréales, des fruits et des légumes frais ; et en pasteurisant et débactérisant le poisson et la viande. L alimentation en énergie des satellites : Des batteries fonctionnent grâce à de petites sources radioactives au plutonium 239, cobalt 60 ou strontium 90. Elles permettent l alimentation en énergie des satellites et peuvent fonctionner sans entretien pendant plusieurs années. Carrière Damien 18

19 Conclusion La radioactivité fait donc parti de notre quotidien et trouve beaucoup d'applications indispensable dans notre société. Néanmoins nous ne la contrôlons pas complètement : des accidents peuvent survenir ( Tchernobyl/Fukushima) et le stockage de déchets radioactifs que produisent les centrales nucléaires sont stockés mais pas éliminés. Carrière Damien 19

20 Conclusion Une surexposition à la radioactivité peut engendrer des mots de tête, des maladies comme le cancers, des anomalies génétiques très grave et donc la mort dans beaucoup de cas, sans parler des dégâts colossaux qu'engendre une bombe atomique Il faut donc rester prudent avec la radioactivité dont on ne maîtrise pas encore tous les aspects, et essayer de l'utiliser le moins possible, en ayant recours à d'autre moyen, notamment pour la production d'énergie. Carrière Damien 20

21 Bibliographie Nombreux articles sur la radioactivité, parfois assez compliqués : fr.wikipedia.org Article sur la différence entre radioactivité naturelle et artificielle : Site web très complet sur la radioactivité et ses applications : Animation flash sur différent domaine en relation avec la radioactivité : Pour des informations plus complète sur l'aspect énergétique de la radioactivité Carrière Damien 21