CORRECTION AP 13 – RADIOACTIVITE
EXERCICE 1
1. L’activité en becquerel est le nombre de particules émises par seconde, soit A =
= 12,3 Bq
2. La durée du comptage (une heure) doit être convertie en secondes (3 600 s). L'activité est : A =
= 5,03.10–2 Bq
L'activité étant proportionnelle à la masse de l'échantillon, un gramme de cette eau a une activité A ’ donnée par :
A’ =
EXERCICE 2
1. Considérons la réaction nucléaire suivante :
+
Conservation du nombre de masse : 222 = A + 4 et A = 222 – 4 = 218
Conservation du nombre de charge : 86 = Z + 2 soit Z = 86 – 2 = 84
Le noyau inconnu est donc du polonium (voir données)
et
+
En procédant de même :
+
+
+ 2
+ 7
La : Lanthane ; Mo : Molybdène
+
+
+
+ 5
Lr : Lawrencium
EXERCICE 3
1. Le radiophosphore est le noyau père. Il se désintègre en un noyau fils et une autre particule selon différentes
réactions possibles. Lors d’une réaction nucléaire, il y a conservation de la charge électrique et du nombre de nucléons.
S'il s'agit de radioactivité :
+
S'il s'agit de radioactivité + :
+
S'il s'agit de radioactivité :
+
Le noyau fils est celui de silicium 30 (
) de numéro atomique
14. Aussi, parmi les précédentes réactions, c'est celle de la radioactivité + qui convient.
2. L'équation de la désintégration réellement suivie est donc :
+
EXERCICE 4
1. L’élément carbone est caractérisé par le numéro atomique Z = 6. Le noyau de carbone 14 contient donc 6 protons. Le
nombre de masse est de 14 : le noyau comporte A = 14 nucléons donc le symbole est
2. Lors d’une réaction nucléaire, il y a conservation de la charge électrique et du nombre de nucléons.
La conservation du nombre de nucléons s’écrit : A + 1 = 14 + 1. Cela permet de déterminer le nombre de masse du
noyau inconnu : A = 14 + 1 – 1 = 14. La conservation de la charge donne : Z = 6 + 1 = 7.
D’après les données, le numéro atomique Z = 7 correspond à l’azote de symbole N. Ainsi, le noyau inconnu est
.
3. Il s’agit d’une désintégration spontanée d’un noyau radioactif.
Il s’agit d’une désintégration puisqu’il y a émission d’un électron symbolisé par
.
EXERCICE 5
1. L’activité initiale A93 de l’échantillon de zirconium 93 est le nombre de désintégrations émis par l’échantillon en une
seconde. A93 =
= 9,4.103 Bq De même, l’activité A95 de l’échantillon de zirconium 95 est : A95 =
= 8,0.1010 Bq
2. Un an après, A93 est restée constante, peu de noyaux de zirconium 93 se sont désintégrés pendant cette période.
Par contre, A95 a été divisée par plus de 60
. Comme A95 était bien plus élevée que A93, beaucoup plus
de noyaux de zirconium 95 se sont désintégrés en un an, il en reste beaucoup moins au bout d'un an, ce qui justifie
que l'activité soit plus faible.
EXERCICE 6
1. L'iode a pour numéro atomique 53. Sa désintégration produit un électron (
). L'équation de réaction nucléaire
s'écrit donc :
+
. La conservation du nombre de masse (131 = A + 0) indique que le noyau produit a
pour nombre de masse A= 131, celle du nombre de charge (53 = Z 1) qu'il a pour numéro atomique Z = 54: il s'agit
du xénon d’après les données. La désintégration de l'iode 131 s'écrit donc :
+
2. L'iode 131, radioactif, libère un électron, susceptible d'ioniser les molécules présentes dans les cellules de la
thyroïde, donc de faire dysfonctionner ou de tuer ces cellules. Cela peut ainsi donner lieu à un cancer de la thyroïde.
Ingérer préventivement de l'iode 127, non radioactif, sature les récepteurs de la thyroïde, ce qui empêche l'iode
131 de s'y fixer.
3. La scintigraphie diagnostique la maladie alors que la radiothérapie la traite. Cette dernière, pour tuer des cellules
thyroïdiennes sur lesquelles l'iode 131 se fixe, requiert beaucoup d'énergie, donc une dose importante. Si l'iode 131
est en quantité plus faible, sa radioactivité ne tue pas les cellules cancéreuses restantes, mais permet de les localiser.
4. La dose produit 20140 MBq = 20140.106 = 2,8.109 désintégrations/s = 2,8.1093 600 = 1,0.1013 désintégrations/heure
5. Un patient ayant ingéré une forte dose d'iode 131 est radioactif pendant plusieurs jours, donc dangereux pour son
entourage : il est alors nécessaire de l'isoler.L’activité de l’iode 131 décroit rapidement au cours du temps : au bout
de 8 jours, la moitié des noyaux d’iode 131 se sont désintégrés.