Fiche de révision : Histoire de la matière et radioactivité

📋 Plan du Cours

1. Composition de la matière
2. Désintégration du carbone 14
3. Carbone 14 dans les êtres vivants
4. Datation au carbone 14
5. Radioactivité et santé

📖 1. Composition de la matière

📝 Points essentiels

• Dans l’univers, les principaux éléments chimiques sont:

  • l’hydrogène
  • l’hélium
  • l’oxygène
  • le carbone
  • l’azote

• La Terre contient majoritairement de l’oxygène, du silicium et du fer, et le granite contient du quartz de formule $SiO_2$.

📌 La matière inerte comprend l’atmosphère, la lithosphère et l’hydrosphère, tandis que la matière vivante est formée principalement de molécules organiques ou carbonées, mais aussi de molécules minérales.

• Les êtres vivants contiennent principalement de l’oxygène, de l’hydrogène, du carbone et de l’azote.

💡 Astuce mémo

Matière inerte minérale contre matière vivante surtout carbonée

📖 2. Désintégration du carbone 14

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbone 14 : Isotope de l’élément carbone, présent en très faible quantité sur Terre et très instable.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le carbone 14 se désintègre en azote 14 stable avec émission d’une particule bêta selon l’équation $^{14}_{6}C \rightarrow ^{14}_{7}N + \beta^-$.

💡 Astuce mémo

Noyau instable → azote 14 stable et émission bêta

📖 3. Carbone 14 dans les êtres vivants

📝 Points essentiels

• Dans l’atmosphère, le carbone 14 se combine à l’oxygène dans le dioxyde de carbone, est incorporé par les plantes lors de la photosynthèse, puis est transféré aux autres êtres vivants par les chaînes alimentaires.

📌 Tant qu’ils sont vivants, les êtres vivants renouvellent leur carbone 14 par des échanges avec l’environnement et possèdent donc le même rapport carbone 14/carbone 12 que l’atmosphère.

📌 Après la mort, le carbone 14 n’est plus renouvelé et sa quantité diminue progressivement par désintégration radioactive.

💡 Astuce mémo

Atmosphère → plantes → chaînes alimentaires → organisme mort

📖 4. Datation au carbone 14

🔑 Notions clés & Définitions

• Demi-vie : Durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs initialement présents dans un échantillon se soit désintégrée.

📝 Points essentiels

• La demi-vie du carbone 14 est de 5730 ans.

• La datation au carbone 14 consiste à mesurer la radioactivité ou le nombre de noyaux de carbone 14 par spectrométrie de masse, puis à établir le rapport carbone 14/carbone 12 de l’échantillon.

📌 La datation au carbone 14 permet d’estimer la date de mort d’une matière autrefois vivante et de dater des objets âgés de quelques centaines à 50 000 ans.

💡 Astuce mémo

Mesurer la radioactivité → déterminer le rapport 14C/12C → estimer l’âge

📖 5. Radioactivité et santé

🔑 Notions clés & Définitions

• Curiethérapie : Technique qui consiste à insérer une source radioactive à proximité de la tumeur dans l’organe touché.
• TEP-scan : Le TEP-scan utilise un substitut de glucose radioactif pour révéler dans tout le corps les cellules cancéreuses qui consomment beaucoup de glucose et détecter d’éventuelles métastases.

📝 Points essentiels

• La radiothérapie consiste à irradier localement une tumeur pour tuer les cellules cancéreuses.

💡 Astuce mémo

Radiothérapie externe et curiethérapie locale contre imagerie TEP diagnostique

📊 Tableaux de synthèse

Applications médicales de la radioactivité