Exercice n°1

Tutorat 2010-2011
Exercices de Biophysique
des radiations

Exercice n°1
On considère l'15O (Z=8) se désintégrant en 15N (Z=7)
1) Donner le type et l'équation de désintégration.
2) Donner la nature de la particule expulsée.
3) Calculer l'énergie maximale (en MeV) emportée par la particule expulsée.
4) Donner l'aspect du spectre (de raies / continu)
Données
Masses atomiques (état fondamental) :
15O: 15.003065 uma
15N: 15.000109 uma
Masse d'un électron au repos : 0.511 Mev/c²
1 uma = 931.502 Mev/c²
1 eV = 1.6 .10-19 Joules

Correction
•1°) Désintégration β+ transformation isobarique (A est constant)
•158O → 157N + 0+1e + 00 v
•2°) Positon (= particule β+ )
•3°) E β+max = (Δm –2 me-)x c²
•= [( 15.003065-15.000109) x 931.502 - 2x0.511 ]
•= 1.73 Mev
•4°) β+ et β- : spectre continu (schéma)

Exercice n°2
•Soit 3He (Z=2), 4He (Z=2) et 5He (Z=2)
•Classer les éléments selon un ordre croissant de stabilité. (On négligera
l’énergie de liaison des électrons)
•Données
•Masses atomiques (état fondamental) :
•3He : 3.016986 uma m (proton) : 1.007276 uma
•4He : 4.000726 uma m (neutron) : 1.008665 uma
•5He : 5.013890 uma m (électron) : 0.000548 uma

Correction
•- Pour 3He : Δm = Z (mp+me-) + (A-Z) x (mn) –M(A,Z)
•Δm = [2 x (1.007276 + 0.000548) +1.008665 -3.016986]
•Δm = 7.327 x 10-3 uma = 7.327 x 10-3 x 931.502 = 6.825 Mev/c²
•El = 5.804 Mev El/A= 1.935 Mev
•- Pour 4He : El = 30.043 Mev El/A= 7.511 Mev
•- Pour 5He : El = 25.852 Mev El/A = 5.171 Mev
•Donc on obtient l’ordre suivant :
•3He < 5He < 4He