Exposés radioactivité

Thème : Comprendre Première S
Exposé : La découverte de la radioactivité naturelle
Objectifs :
 Comprendre les expériences qui ont permis la découverte de la radioactivité naturelle
Compétences travaillées :
 APP : Extraire des informations d’un document
 ANA : Analyser les données
 COM : Communiquer à l’écrit et à l’oral
DOCUMENTS A VOTRE DISPOSITION
Document 1 : Note à l’Académie des Sciences, écrite en 1896 par Henri Becquerel
« Une plaque photographique a été enfermée dans un châssis opaque, fermé d’un côté par une
plaque d’aluminium : si l’on exposait le châssis en plein soleil, la plaque ne serait pas voilée. Cependant, si
l’on vient à fixer sur la plaque d’aluminium, à l’extérieur, une lamelle du sel d’uranium et si l’on expose le
tout pendant plusieurs heures au soleil, on reconnaît, lorsqu’on développe ensuite la plaque par des
procédés ordinaires, que la silhouette de la lamelle cristalline apparaît en noir sur la plaque sensible.
Parmi les expériences qui précèdent, quelques-unes avaient été préparées le mercredi 26 et le jeudi 27
février. J’avais conservé les expériences toutes préparées et rentré les châssis à l’obscurité en laissant en place les lamelles du sel
d’uranium. Le soleil ne s’était pas montré les jours suivants, j’ai développé les plaques photographiques le 1er mars, en m’attendant à
trouver des images très faibles. Les silhouettes apparurent, au contraire, avec une grande intensité. »
Animation à cette adresse :
http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/animations-flash/physique-chimie/decouverte-de-la-radioactivite
Document 2 : L’une des plaques photographiques d’Henri Becquerel, sur laquelle on
reconnaît les contours d’une croix en cuivre, disposée sous la lamelle contenant les
sels d’uranium (http://www.laradioactivite.com/fr/site/images/CroixMalte260.jpg)
Document 3 : Notes de Pierre Curie, écrites en 1898
APP
ANA
COM
Pierre Curie
Marie Sklodowska-Curie

[...]
[...]
[...]
Document original à l’adresse : http://www.academie-sciences.fr/activite/archive/dossiers/Curie/Curie_publi.htm
Document 4 : Rayonnement spontané de l’uranium et d’autres substances. Texte professé à la 2e division en 1904 et distribué
aux élèves

TRAVAIL A EFFECTUER
Vous ferez un exposé oral de 5 min à 10 min maximum prenant appui sur un diaporama. Vous y expliquerez les
découvertes successives effectuées par Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie.
Guide à la réflexion :
Documents 1 et 2 :
1. Décrivez l’expérience de Becquerel.
2. La lumière est-elle susceptible d’impressionner la plaque photographique ?
3. D’où provient le rayonnement responsable de la « silhouette noire » dans ce cas ?
4. Henri Becquerel pense que ce rayonnement a été émis sous l’influence de la lumière du Soleil : sa première expérience
est-elle compatible avec cette hypothèse ?
5. Pourquoi les plaques développées le 1er mars montrent-elles le contraire ?
6. Interprétez l’image obtenue avec la croix en cuivre.
Document 3 :
7. Cherchez ce qu’est la pechblende.
8. Faites une brève biographie de Pierre et Marie Curie.
9. Cherchez l’origine du mot « radioactivité ». Proposez une définition du terme « substance radioactive ».
Documents 3 et 4 :
10. Résumez les découvertes de Pierre et Marie Curie à partir des documents 3 et 4.
11. A partir du document 4, détaillez les 3 types de rayonnement radioactifs qui étaient connus en 1905. Vous
expliquerez quelles particules sont responsables des émissions α et β.

Thème : Comprendre Première S
Exposé : Irène et Frédéric Joliot-Curie à la conquête de la radioactivité artificielle
Objectifs :
 Comprendre les expériences qui ont permis la découverte de la radioactivité naturelle
Compétences travaillées :
 APP : Extraire des informations d’un document
 ANA : Analyser les données
 COM : Communiquer à l’écrit et à l’oral
DOCUMENTS A VOTRE DISPOSITION
Document 1 : Extrait de la conférence Nobel de Frédéric Joliot, le 12 décembre 1935
« Si nous pouvons écrire avec certitude la réaction nucléaire correspondant à la plupart
des transmutations spontanées, il n’en est pas de même pour les transmutations
provoquées.
On peut cependant déduire la nature des atomes formés avec une assez grande
sécurité en admettant, pour écrire la réaction nucléaire correspondante, qu’il y a d’une
part conservation du nombre de masse, d’autre part conservation du nombre de
charge nucléaire entre les éléments réagissant et les éléments formés.
C’est ainsi que le noyau d’aluminium capturant un hélion [ndlr : noyau d’hélium, aussi
appelé particule α] doit se transformer en silicium lorsqu’il y a émission d’un proton :
HSiHeAl 1
1
30
14
4
2
27
13 
27 + 4 = 30 + 1
13 + 2 = 14 + 1 »
Document 2 : Extrait de « Histoire de l’atome », par Pierre Radvanyi, Directeur de recherche honoraire au CNRS
« Frédéric et Irène Joliot-Curie observèrent en 1933 que le bombardement d’une feuille d’aluminium par des particules α pouvait
donner lieu à des réactions nucléaires. L’une d’elles aboutissait à l’émission de neutrons et d’électrons positifs, qu’ils crurent d’abord
être émis dans la réaction nucléaire elle-même. Cependant, les deux physiciens découvrirent en janvier 1934 que l’émission de
positons [ndlr : les électrons positifs] n’était pas instantanée. Le processus comportait donc deux étapes : dans la première était
formé dans l’aluminium (après émission de neutrons) un isotope radioactif du phosphore qui n’existait pas dans la nature, dans la
seconde, ce phosphore 30 radioactif se désintégrait en silicium 30 stable par l’émission de positons. Le nouveau phénomène fut
appelé « radioactivité artificielle ». Il s’agissait de plus d’un nouveau type de radioactivité, par émission d’électrons positifs. »
Document 3 : Schéma de l’expérience de Frédéric et Irène Joliot, qui leur a permis d’identifier la présence d’un isotope radioactif
du phosphore
APP
ANA
COM
Frédéric Joliot et Irène Joliot-Curie à la
conférence Nobel de 1935

TRAVAIL A EFFECTUER
Vous ferez un exposé oral de 5 min à 10 min maximum prenant appui sur un diaporama.
Après avoir fait une brève biographie de Frédéric et d’Irène Joliot-Curie, vous détaillerez leurs découvertes. Vous
expliquerez la différence entre radioactivité naturelle et artificielle et vous donnerez une définition de ce qu’est la
désintégration β+.
Guide à la réflexion :
1. Quelle partie de l’atome réagit lors d’une réaction nucléaire ?
2. Une transmutation est un changement d’élément lors d’une réaction nucléaire. Quelle est la différence entre une
transmutation spontanée et une transmutation provoquée ?
3. Quelles sont les lois de conservation vérifiées lors d’une réaction nucléaire ?
4. Donnez la notation symbolique d’un noyau de phosphore 30, de silicium 30 et de la particule α.
5. Ecrivez l’équation de capture par l’aluminium
Al
27
13
de « l’hélion » (qu’on appelle aussi particule α), qui conduit à
l’expulsion instantanée du neutron et à la formation du phosphore 30.
6. Ecrivez l’équation de la désintégration β+ du phosphore 30 en silicium 30. Vous proposerez un symbole pour le positon
(« électron positif »).
7. Expliquez pourquoi la radioactivité du phosphore 30 peut être considérée comme artificielle.
8. Vérifiez l’équation proposée par Frédéric Joliot au document 1.