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|Thème : |Stabilité d'un noyau et radioactivité |1ère S|
|COMPRENDRE | | |
I- ANALYSE DU DIAGRAMME 1. Des stables ou des instables, quels sont les noyaux les plus abondants ? Malgré l'interaction forte, sur les 1500 noyaux connus (naturels et
artificiels), seuls 260 sont stables. 2. Qu'ont de particulier les premiers noyaux stables ? On voit que pour Z83 (Bi) est stable. 3. Identifier le noyau stable le plus lourd. Donner la notation symbolique
de son noyau. [pic] Bismuth
4. Repérer les noyaux suivants sur le diagramme et indiquer s'ils sont
stables ou instables : [pic] , Stable
[pic], Instable
[pic], Instable
[pic] Instable II- INTERPRETATION 5. Quel est le point commun aux noyaux de même ordonnée ? Relever un
exemple. Comment nomme-t-on ces noyaux ?
Des noyaux qui ont même numéro atomique Z mais des nombres de nucléons A
différents s'appellent des isotopes (ils ont donc même nombre de protons
mais un nombre de neutrons différent).
Pour l'élément uranium, il existe plusieurs isotopes dont ceux-ci : [pic]et
[pic]
Pour l'élément carbone, il existe plusieurs isotopes dont ceux-ci : [pic]et
[pic] 6. Quelle interaction assure la stabilité donc la cohésion entre les
nucléons d'un noyau ? Comment pourrait-on expliquer l'instabilité des
noyaux étudiés à la question 4 Ensuite, la stabilité du noyau n'est assurée que si le nombre de neutrons
est supérieur au nombre de protons (si Z est trop élevé, les forces
électrostatiques l'emportent sur les forces nucléaires et les noyaux se
désintègrent).
La désintégration qui concerne les noyaux qui comptent trop de protons par
rapport au nombre de
neutrons.
La désintégration qui concerne les noyaux qui comptent trop de neutrons par
rapport aux nombre
de protons.
La désintégration qui concerne les noyaux qui sont trop lourds Tout noyau en dehors de la ligne de stabilité va tendre à se rapprocher de
la zone de stabilité en se désintégrant, c'est-à-dire en se transformant
spontanément en un autre noyau. III- CONCLURE
7. Pour chaque noyau instable étudié à la question 4 et en utilisant
l'information ci-dessus a. Quel « scénario » de radioactivité ?, ß+, ß- peut-on envisager pour
qu'il se rapproche au mieux de la zone de stabilité ?
b. Donner la notation symbolique du noyau fils obtenu [pic], ß+ [pic]
[pic], ß+ [pic]
[pic] ? [pic]
8. Compléter la légende du diagramme en faisant figurer les 3 types de
radioactivité [pic] 9. La désintégration d'un noyau de polonium Po, peut symboliquement
s'écrire : [pic] + [pic] A partir de cet exemple, indiquer ce qui est conservé au cours d'une
réaction nucléaire ?
Bilan Un noyau instable (noyau père) va spontanément modifier la composition de
son noyau afin d'acquérir une structure stable : pour cela il se
désintègre au travers d'une réaction nucléaire. Il apparait un nouveau
noyau (noyau fils), une particule et un rayonnement électromagnétique ? (
gamma) Lois de Soddy : Au cours d'une réaction nucléaire il y a conservation . du nombre de nucléons A
. du nombre de charge Le caractère aléatoire de la désintégration nucléaire . la désintégration d'un noyau ne peut être prévue, c'est un phénomène
aléatoire.
. la désintégration d'un noyau n'entraine pas la désintégration d'un
autre noyau (nous ne sommes pas dans une bombe atomique!)
. le taux de noyaux désintégrés/nombre de noyaux présents est stable. On
dit que le noyau ne vieillit pas. Le processus de désintégration est
indépendant du passé et du futur. -----------------------
Information :
Suite à leur instabilité, les noyaux peuvent évoluer de 3 façons
différentes :
- Le noyau perd 2 protons et 2 neutrons en émettant une particule ± (
noyau [pic] Le noyau perd 2 protons et 2 neutrons en émettant une
particule ? ( noyau [pic] : radioactivité ?. Elle concerne
essentiellement les très gros noyaux.
- Un proton se transforme en un neutron au sein du noyau :
radioactivité ß+
- Un neutron se transforme en un proton au sein du noyau :
radioactivité ß-