I- REACTION NUCLEAIRE SPONTANEES

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1 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p1/6 CHAPITRE 8 : RADIOACTIVITE et REACTIONS NUCLEAIRES I- REACTION NUCLEAIRE SPONTANEES 1- Rappels sur la composition du noyau : Le noyau d un atome est constitué de.. (.et..) Le nombre de nucléon est noté. et s appelle le Le nombre de protons est noté et s appelle le et est associé au Le nombre de neutrons, noté.. vaut : N = Le noyau d un atome associé à un élément X est représenté par le symbole Cl est le symbole du noyau de.. comportant.protons et.neutrons. 2- La notion d isotopie : Deux noyaux isotopes ont le.. mais des nombres de.. ( Z mais A ) 12 6 C et 14 6 C sont... du même élément : 3-Cohésion du noyau et radioactivité: L interaction forte assure la cohésion du noyau en s opposant à l interaction magnétique, responsable de la répulsion entre protons. La cohésion du noyau est liée au nombre de protons et de neutrons qui constituent le noyau. Lorsque la cohésion du noyau n est plus assurée, il est instable.

2 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p2/6 Il est intéressant de représenter les noyaux atomiques dans le plan (N,Z). Sur ce diagramme, les noyaux stables sont situés dans une zone, colorée en noir, nommée vallée de stabilité. Pour Z < 20, les noyaux stables sont situés au voisinage de la droite Z = N. Pour Z > 20, les noyaux stables sont situés au dessous de cette droite Z = N. Ils contiennent plus de neutrons que de protons. La vallée de stabilité ne se poursuit pas au delà du bismuth on ne trouve aucun nucléide stable., puisqu'au delà de ce noyau Un noyau radioactif est un noyau instable. La radioactivité est la manifestation spontanée d une réaction nucléaire dans laquelle un noyau radioactif, appelé noyau père, se désintègre en un autre noyau, appelé noyau fils et émet une particule (α, β- et β+). - la radioactivité est dite naturelle lorsque les noyaux instables existent dans la nature ; elle est dite artificielle lorsqu ils sont créés au laboratoire. 3- Les lois de conservation : Lois de Soddy Lois de Soddy : lors d une réaction., il y a : conservation conservation.. Fr At He

3 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p3/6 4- Les différents types de radioactivité Type de radioactivité Particule émise Réaction nucléaire Radioactivité α Radioactivité β- Radioactivité β+ nucléons A He. On vérifie la conservation du nombre de charge Z et du nombre de Remarque : lors d une désintégration a le noyau fils est plus léger que le noyau père On vérifie la conservation du nombre de charge Z et du nombre de nucléons A. +. On vérifie la conservation du nombre de charge Z et du nombre de nucléons A. A la suite d une désintégration, un noyau père s est transformé en un autre noyau, le noyau fils. Ce dernier peut être stable ou radioactif. Dans ce deuxième cas, il va se..à son tour en un nouveau noyau, et ce jusqu à ce que l on obtienne un noyau L ensemble de ces noyaux est appelé la.. du noyau de départ. 5- Activité : Activité 2 p136 activités lait Eau du robinet Corps humain poisson granite L activité d un échantillon radioactif est le nombre de désintégration par seconde. Elle s exprime en Becquerel ( Bq) Exercice : L activité de l Uranium 238 est de 12.5Bq par mg. Calculer le nombre de désintégrations subies par 1,5 kg d uranium pendant une heure.

4 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p4/6 II- FISSION ET FUSION Activité p 137 : La fusion : l énergie de demain Les réactions de fission et de fusion sont des transformations nucléaires qui, à l inverse de la désintégration d un radioisotope, implique plusieurs réactifs. Elles respectent de même les lois de conservation de la charge et du nombre de nucléons. 1- La fission nucléaire La fission est la transformation nucléaire au cours de laquelle un noyau de numéro atomique élevé se divise en deux noyaux plus légers. La fission de l uranium 235 provoquée par un neutron peut produire du baryum 140, du Krypton 93 et des neutrons selon la réaction : 2- La fusion nucléaire La fusion est une réaction nucléaire qui conduit à la formation, à partir de deux noyaux légers, d un noyau plus lourd. Elle s accompagne parfois de l émission de particules légères. Deux isotopes de l hydrogène, nommés deutérium et tritium, peuvent fusionner pour donner un noyau d hélium 4 ainsi qu un neutron selon l équation :

5 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p5/6 III- L ENERGIE NUCLEAIRE 1- Equivalence masse-énergie. L électron volt (ev) est une unité d énergie souvent utilisée à l échelle atomique et nucléaire 1eV=1, J L énergie correspondant à 1u est donc : 2- Energie libérée lors d une réaction nucléaire : pour la réaction de fusion deutérium-tritium La variation de masse est :

6 PARTIE 2 COMPRENDRE LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 8 : la radioactivité p6/6 Connaissances à acquérir : Utiliser la représentation symbolique ; définir l isotopie et reconnaitre des isotopes. Recueillir et exploiter des informations sur la découverte de la radioactivité naturelle et de la radioactivité artificielle. Connaître la définition et des ordres de grandeurs de l activité expérimentée en becquerel. Utiliser les lois de conservation pour écrire l équation d une réaction nucléaire. Utiliser la relation E libérée = Recueillir et exploiter des informations sur les réactions nucléaires (domaine médical, domaine énergétique, domaine astronomique )

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