Fiche de révision : Radioactivité et noyaux atomiques

📋 Plan du Cours

1. Éléments majoritaires sur Terre et dans le vivant
2. Fusion et fission nucléaires
3. Désintégration et radioactivité
4. Demi-vie et décroissance radioactive
5. Datation au carbone 14 et applications médicales

📖 1. Éléments majoritaires sur Terre et dans le vivant

📝 Points essentiels

• Les éléments majoritaires sur Terre sont :

  • l’oxygène (O)
  • le magnésium (Mg)
  • le silicium (Si)
  • le fer (Fe)

• Chez les êtres vivants, les éléments majoritaires sont :

  • le carbone (C)
  • l’hydrogène (H)
  • l’oxygène (O)
  • l’azote (N)

💡 Astuce mémo

La Terre associe O-Mg-Si-Fe, tandis que le vivant associe C-H-O-N.

📖 2. Fusion et fission nucléaires

★ À maîtriser

📌 Si le plus grand nombre de masse des noyaux réactifs est supérieur à celui des noyaux produits, la réaction est une fission ; s’il est inférieur, la réaction est une fusion.

Compléments

📌 Pour distinguer une réaction de fusion ou de fission, on compare le plus grand nombre de masse des noyaux réactifs à celui des noyaux produits.

💡 Astuce mémo

Réactifs plus lourds que les produits : fission ; produits plus lourds : fusion.

📖 3. Désintégration et radioactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau radioactif : Noyau instable qui se transforme en un autre noyau en émettant une particule α ou β.
• Radioactivité : Phénomène physique par lequel des noyaux atomiques instables se désintègrent spontanément en d’autres noyaux en émettant des particules de matière et de l’énergie sous forme de rayonnement.

★ À maîtriser

• Parmi les 2800 types de noyaux connus, seuls 256 sont stables et conservent toujours la même composition.

Compléments

• Lors d’une désintégration radioactive, un noyau père devient un noyau fils excité, puis un noyau fils stable, avec émission d’une particule α ou β et d’un rayon γ.

💡 Astuce mémo

Noyau père → noyau fils excité → noyau fils stable.

📖 4. Demi-vie et décroissance radioactive

🔑 Notions clés & Définitions

• Courbe de décroissance radioactive : Courbe représentant la variation du nombre de noyaux radioactifs N en fonction du temps t et spécifique de chaque noyau radioactif.
• Demi-vie : Temps au bout duquel la moitié des noyaux d’un échantillon se sont désintégrés ; elle est caractéristique de ce noyau.

★ À maîtriser

• La population de noyaux radioactifs d’un échantillon diminue au cours du temps, et l’instant de désintégration d’un noyau est aléatoire.

📐 Formule - Le nombre N de noyaux restants après n demi-vies, à partir d’un nombre initial N₀, vérifie $N = \frac{N_0}{2^n}$.

Compléments

• Les demi-vies données sont :
  • 8 jours pour l’iode 131
  • 30 ans pour le césium 137
  • 1602 ans pour le radium 226
  • 5730 ans pour le carbone 14,703 millions d’années pour l’uranium 235

📖 5. Datation au carbone 14 et applications médicales

★ À maîtriser

• La datation au carbone 14 utilise la décroissance radioactive de cet isotope, présent dans toute matière organique et dans les carbonates.

Compléments

• Les techniques médicales utilisant la radioactivité comprennent la scintigraphie, la tomographie par émission de positons et d’autres techniques d’imagerie médicale.