ν 0 = 550 MHz Spire parcourue par un courant I : I O Direction : suivant l axe z Sens : «règle de la main droite» B = 3,14.

Transcription

1 Eercice n 1 On considère une spire circulaire parcourue par un courant de 1. Sachant que le rayon de la spire est de m, l intensité du champ magnétique crée au centre de la spire est de : -,3 Gauss B-,13 Gauss C-,31 Gauss D-,63 Gauss E- 1,6 Gauss Spire parcourue par un courant I : I O z B R m Direction : suivant l ae z Sens : «règle de la main droite» Calcul du champ magnétique au centre µ I R B I 1 7 π. 1 1 B B 3, G ,. 1 B 1. 1 B,31 G 5 UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1 Eercice n Le champ créé par un aimant «supra» utilisé en RMN est de 11. Sachant que le rapport gyromagnétique γdu proton est de rad/s/, calculez la fréquence de résonance (fréquence de Larmor) du proton. Cochez la proposition la plus proche - 55 MHz B - 35 MHz C C-- 55 MHz D - 75 MHz E - 11 MHz Fréquence de Larmor : ν γ π B 31, ν 3. 1 ν 55 MHz B 11 γ rad.s ν Hz UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1

2 Eercice n 3 On veut à l aide d un accélérateur linéaire produire des protons d énergie 1 KeV. Sachant que les protons vont subir accélérations successives dans l accélérateur, la tension appliquée entre chaque électrode est de : Cocher la valeur la plus proche - 5 V. B- 1 V. C- 5 V. D- 5 V. E- 1 kv. q ccélérateur linéaire : U E U qn 1 ère accélération N accélérations une accélération : Variation énergie cinérique N accélérations : N U : différence de potentiel entre électrodes E q U E N Nq U E N 1 kev 1 1,6.1 1 J N q 1,6.1 1 C 1 1,6.1-1,6.1 U 1 U 5 V -1 UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 3 Eercice n Sachant que la masse atomique de l hélium- est de,6 u, calculer l énergie moyenne de liaison par nucléon de ce noyau. -, MeV B-, MeV C-,6 MeV D- 1, MeV E- 3, MeV Energie de liaison par nucléon: B/ (Zm p Zm e ( Z)m n m X )c / m e,5 u m p 1,1 u m n 1,1 u m défaut de masse hélium- He m 1,1,5 1,1,6 m,1,6,3 u 1 u 1 MeV Z,3 1 B/ B/,6 MeV 3, UE3 : corrigé feuilles d'eercices n

3 Eercice n 5 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) -La transformation radioactive du bismuth-1 (Z 3) donne par radioactivité αde l or 1 (Z 7). B-La transformation radioactive du fluor-1 (Z (Z ) ) en oygène-1 (Z ) est une émission β. C-La formation de césium-137 (Z 55) peut provenir de la désintégration du tellure-137 (Z (Z 5) par émissions β- successives. D-Dans l epérience de Rutherford, la la transformation (α,p) de l azote-1 (Z (Z 7) 7) donne de l oygène-17 (Z ). E-La transmutation (p,n) du lithium-7 donne naissance à du bore transformation bismuth-1 Bi u? Émission α: Conservation et Z : Z X Z Y He He - FUX B- transformation fluor-1 1 F 1 O? Émission β : C- formation césium 137 Émission β-: 137 5e β- 137? 53 I 1e ν I (p,n) Li 1 p? n F O 1e UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 5 ν Z X Z 1Y -1e ν B- VRI β- Xe e C- VRI ν D- transformation (α,p) azote-1 (α,p) N He? p O Conservation et Z : D- VRI E- transformation (p,n) lithium-7 X E- FUX B Xe β Cs 1e Conservation et Z : ν Eercice n 6 Le fluor-1 (Z ) de masse atomique 1,1 u se transforme par émission β en oygène-1 (Z ) de masse atomique 17,161 u. Calculer l énergie de cette réaction en MeV. -,7. B- 1,. C- 1,7. D-,. E-,7. Calcul énergie de la réaction : Émission β : 1 F O 1e ν 1 Q (m F m O m e )c Q(MeV) (m F m O m e ) 1 1,1 17,161,1,7 1,7 MeV Q,7 MeV UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 6 3

4 Eercice n 7 (1-13) L iode-15 (masse atomique 1,6 u) se transforme en tellure-15 (1, u) par capture électronique. Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) - L énergie de cette réaction est, MeV. B-L énergie de cette réaction est 1 MeV. C-L énergie de cette réaction est MeV. D-Cette transformation ne peut se faire que par capture électronique. E-Cette transformation peut également se faire par émission beta plus. Capture électronique : Capture électronique: 15 I -1 e 15 e ν Q CE (m I m e )c Q CE (MeV) (m I m e ) 1 1,6 1,, 1, MeV Q CE, MeV - VRI Émission β : Émission β : 15 I 15 e e ν Q β (m I m e m e )c Émission β possible si Q β > (m I m e m e )c > (m I m e )c > m e c 1 Q CE >m e c m e c,5 1 1 MeV Q CE, MeV < m e c D- VRI E- FUX UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 7 ctivité potassium- : Eercice n Pour estimer la radioactivité d un être humain, on suppose que celle-ci n est due qu au potassium-. La quantité totale de potassium dans un individu de kg est de 16 g. Sachant que l abondance naturelle du potassium- est de,1 %, que sa période est de 1, 1 ans et que sa masse molaire est de g.mol 1, calculer l activité d un corps humain. Cochez la proposition la plus proche -1 Bq. B- Bq. C- Bq. D- Bq. E-1 Bq. Nλ ln N Nombre de noyau de K : m N N M Nnombre de noyau de K période K mmasse K Mmasse molaire K masse K : m (masse potassium)(% K),1 m g , ,.1 16 Bq UE3 : corrigé feuilles d'eercices n

5 Papier semi logarithmique Utilisation UE3 : corrigé feuilles d'eercices n Représentation graphique y y e a échelle linéaire: échelle semi logarithmique: y y y y e a lny ln(y ) ln(y) a ln(y) échelle log équation d une droite de la forme y ab UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1 5

6 papier 3 modules : les valeurs de y varient de 1n à 1n3 y Echelle logarithmique Echelle linéaire Nombre de noyau UE3 : corrigé feuilles d'eercices n Eercice n La mesure de la désintégration d une source radioactive donne les résultats suivant : emps (en heures) Nombre de noyau restants 1 3 N N / λ,5 h 1 racer sur papier semi-log la variation du nombre de noyau restants en fonction du temps. En déduire la constante radioactive et la période de cet échantillon radioactif. 1 Période? N h 1 h Constante radioactive? ln() λ 11 1 ln,7 λ,5 h emps (heures) UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1 6

7 Eercice n 1 (1-13) On dispose d un échantillon de minerai inconnu. Le graphe ci-après présente la variation du nombre de coups par minute (cpm) enregistrés en fonction du temps pour cet échantillon. Données: minerai λ(en heure 1 ) neptunium-,7 plomb-, actinium-,1 thorium-31,5 protactinium 33.5 Ce minerai est du: N / Détermination de λ : Détermination graphique de la période Calcul de λ ln λ 7 h λ N 6,7 7 λ,1 h 1,1 h 1 N 3 Cocher la proposition vraie - Neptunium-. B- Plomb-. C- ctinium-. D- horium-31. E- Protactinium h UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 13 Eercice n 11 n considère une solution de soufre-35 d activité initiale 3 Bq/mL. Sachant que la période du soufre 35 est de jours, calculer l activité au bout de 7 jours de cette solution. -, Bq/mL B- Bq/mL. C- Bq/mL D-16 Bq/mL E-3 Bq/mL Calcul de l activité au bout de 7 jours: (t) t Bq/mL UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1 7

8 Eercice n 1 n considère une solution de soufre-35 (période jours) d activité initiale 3 Bq/mL. Sachant que pour être utilisée cette solution doit avoir une activité minimale de Bq/mL, sur quelle durée peut-on l utiliser? - jours B-1 jours. C-7 jours D-36 jours E-5 jours Graphiquement / ctivité (en Bq/mL) Bq/mL / 16 Bq/mL jours t 1 jours 3 36 emps (jours) UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 15 Eercice n 1 n considère une solution de soufre-35 (période jours) d activité initiale 3 Bq/mL. Sachant que pour être utilisée cette solution doit avoir une activité minimale de Bq/mL, sur quelle durée peut-on l utiliser? - jours B-1 jours. C-7 jours D-36 jours E-5 jours Par le calcul (t) e λt ln( e ln ln t t λt ) ln(e λt ) λt 1 ln( ) ln( ) λ ln t 3 ln,7,7 ln,7 ln( ) t 1 jours UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 16

9 Eercice n 13 Un service de médecine nucléaire reçoit un échantillon d un composé radioactif pur jours après l'avoir commandé. L'activité de l échantillon au moment de la livraison est de 16.1 Bq. L'activité de l échantillon, jours après réception, ne vaut plus 16.1 que 1.1 Bq. 1.1 ctivité (en B) 3 GBq ( jours) 16.1 Bq (1 jours) 1.1 Bq Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) -La période du composé radioactif est de 1 jours. B-La période du composé radioactif est de jours. C-L activité de l échantillon, au moment de l epédition, est de GBq. D-L activité de l échantillon, au moment de l epédition, est de 16 GBq. E-L activité de l échantillon, au moment de de l epédition, est de 3 GBq. 1.1 / 16 GBq jours Graphiquement emps (jours) UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 17 Eercice n 13 Un service de médecine nucléaire reçoit un échantillon d un composé radioactif pur jours après l'avoir commandé. L'activité de l échantillon au moment de la livraison est de 16.1 Bq. L'activité de l échantillon, jours après réception, ne vaut plus que 1.1 Bq. Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) -La période du composé radioactif est de 1 jours. B-La période du composé radioactif est de jours. C-L activité de l échantillon, au moment de l epédition, est de GBq. D-L activité de l échantillon, au moment de l epédition, est de 16 GBq. E-L activité de l échantillon, au moment de de l epédition, est de 3 GBq. (t) t t jours après la réception : jours Par le calcul UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1

10 Eercice n 1 (1-13) Le gallium-67 est un émetteur gamma de période 3 jours utilisé en scintigraphie. L activité au moment de la préparation de la solution de gallium est de 6 MBq/mL. L activité injectée à un adulte est de 1 MBq. Le volume de gallium à injecter à un adulte 3 jours après la préparation de la solution est de : Cocher la valeur la plus proche -,7 ml. B-1, ml. C- ml. D- ml. E-7 ml. ctivité de la solution à t 3 jours : (t 3jours) 3 MBq/mL Volume pour injecter 1 MBq : 1 V ml 3 UE3 : corrigé feuilles d'eercices n 1 1