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1ère Thème : Une longue histoire de la matière Cours

Ens. Scient. Radioactivité et réactions nucléaires – Eléments chimiques Chap.1

Rappels

Le noyau de l’atome est noté AZX avec :

A est le nombre de nucléons : nombre de protons + nombre de neutrons.

Z est le nombre de protons.

Deux noyaux sont isotopes s’ils ont même nombre de protons mais des nombres de neutrons différents.

I. La radioactivité

La radioactivité est due à l’instabilité des noyaux de l’atome. Le noyau de l’atome se désintègre pour former

un autre noyau, émettre une particule ou (et un rayonnement électromagnétique gamma ).

1. Les 3 types de désintégration (Hors-Programme)

Radioactivité alpha : la particule émise est un noyau d’hélium noté 42He

Radioactivité bêta moins - : la particule émise est un électron noté 0-1e.

Radioactivité bêta plus + : la particule émise est un positon (ou positron) antiparticule de l’électron noté 01e+.

La radioactivité alpha et la radioactivité bêta moins forment la radioactivité naturelle.

La radioactivité bêta plus est créée en laboratoire : on parle de radioactivité artificielle.

2. Activité et décroissance radioactive

La population de noyaux d’un échantillon décroît au cours du temps. Elle est divisée par 2 au bout d’une

durée appelée demi-vie notée t1/2 (ou T). Application : datation par radioactivité (SVT).

L’activité A d’un échantillon radioactif est le nombre de désintégrations qu’il produit par seconde.

L’unité de l’activité est le becquerel (Bq) : 1 Bq = une désintégration par seconde.

L’activité décroît au cours du temps d’une façon semblable à la population des noyaux.

II. Réactions nucléaires provoquées

Les noyaux des atomes de la centaine d’éléments chimiques stables résultent de réaction nucléaire au sein des

étoiles.

1. La fusion nucléaire

Deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau plus lourd.

La fusion nucléaire nécessite des températures très élevées. Ces conditions existent dans les étoiles.

Sur terre, la fusion n’est qu’à l’état de recherche (projet ITER).

2. La fission nucléaire

Lors de la fission nucléaire, un noyau « lourd » est scindé en deux noyaux plus légers sous l’impact d’un

neutron (ou d’une autre particule).

3. Energie nucléaire (Hors-Programme)

Lors d’une réaction nucléaire, il y a de conservation du nombre de charges et de conservation du nombre de

nucléons.

Lors des réactions nucléaires spontanées ou des réactions de fission et de fusion, la masse ne se conserve pas.

Cette perte de masse correspond à une libération d’énergie.

III. Les éléments chimiques dans l’Univers

L’Univers est principalement constitué d’hydrogène et d’hélium. A partir de l’hydrogène initial, se forment

d’autres éléments chimiques plus lourd par fusion nucléaire. On parle de nucléosynthèse.

La Terre est surtout constituée d’oxygène, de fer, de silicium, de magnésium.

Les êtres vivants sont constitués de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote.

IV. Exercices

Pour tous : Ex. 2-3-4 p.23-24 (lien : http://www.lls.fr/ES1p23 et http://www.lls.fr/ES1p24)

Mode expert : ex.7-8 p.25 (lien : http://www.lls.fr/ES1p25)

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