Radioactivité et énergie nucléaire : la décroissance radioactive en Terminale S

Terminale Physique-Chimie Physique atomique et nucléaire: radioactivité et énergie nucléaire

Radioactivité et décroissance radioactive — Terminale S

Certains noyaux atomiques sont instables : ils se transforment spontanément en émettant un rayonnement. Ce phénomène, la radioactivité, est au cœur de la médecine nucléaire et de la production d'énergie. À Antananarivo, l'hôpital utilise des sources radioactives pour le diagnostic : comprendre leur décroissance est donc essentiel.

Radioactivité : transformation spontanée et aléatoire d'un noyau instable en un autre noyau, accompagnée de l'émission d'un rayonnement (α, β ou γ).
Exemple

Ravo, technicien à Antsirabe, reçoit une source de 80 mg d'iode 131 dont la demi-vie est T = 8 jours. Au bout de 8 jours, il n'en reste plus que 40 mg ; après 16 jours, seulement 20 mg. La masse est divisée par 2 à chaque demi-vie.

N0N0/2Ttemps tN (noyaux restants)

Courbe de décroissance radioactive : le nombre de noyaux est divisé par 2 à chaque demi-vie T.

À retenir

  1. Un noyau radioactif est instable : sa désintégration est spontanée, aléatoire et inévitable.
  2. Au bout d'une demi-vie T, la moitié des noyaux se sont désintégrés : N = N0 × (1/2)t/T.
  3. La décroissance est exponentielle : la courbe N(t) décroît sans jamais atteindre zéro.

Exercice d'exemple

Exercice : Soa dispose d'une source contenant N0 = 8 × 1012 noyaux radioactifs de demi-vie T = 5 jours. Combien de noyaux restent-ils après 15 jours ?
Voir la correction

15 jours = 3 × T, donc t/T = 3. On applique N = N0 × (1/2)3 = 8 × 1012 ÷ 8 = 1 × 1012 noyaux. Il reste donc 1 × 1012 noyaux radioactifs.

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