Correction TP – Radioactivité et réactions nucléaires Objectifs Recueillir et exploiter des informations sur la découverte de la radioactivité naturelle et de la radioactivité artificielle.

« 1.3 La radioactivité artificielle 1.

Donner la représentation symbolique puis la composition du noyau de l’atome de phosphore naturel 31.P1531 31 nucléons : 15 protons et 16 neutrons. 2.

Le phosphore 30 est radioactif β + : donner sa représentation symbolique et sa composition.

Pourquoi est-il instable ? P1530 30 nucléons : 15 protons et 15 neutrons.

Il est instable car il se désintègre en silicium. 3.

Le noyau du phosphore 32 est composé de 15 protons et 17 neutrons. a.

Quel est le point commun entre les noyaux des atomes de phosphore 30, 31 et 32 ? Tous ces noyaux ont le même numéro atomique Z. b.

Qu’est-ce qui différencie ces trois noyaux ? Donner la définition de deux noyaux isotopes. Ces noyaux ont des nombres de masse différents.

Ils sont isotopes : Z identiques mais A différents. 4.

En vous aidant des données, compléter l’équation décrivant la 1ère étape de l’expérience analysée par Frédéric et Irène Joliot-Curie en 1934 : Al 1327 + He24  P1530 + n 01 5.

Écrire l’équation de désintégration radioactive du phosphore 30 qui se produit lors de la deuxième étape de cette même expérience. P 1530  Si1430 + e 10 II.

Fission spontanée des atomes 1.

Décrire le principe de la fission induite des atomes. Au cours d’une fission nucléaire, un noyau lourd (numéro atomique élevé) se divise en deux noyaux plus légers. 2.

Trouver, en utilisant les lois de conservation, le nombre de neutrons que produit la fission de l’uranium 235 par l’absorption d’un neutron (les produits de fission sont le krypton 92 de numéro atomique 36 et le baryum 141 de numéro atomique 56). U92235 + n 01  Kr 3692 + Ba 56141 + 3 n 01 3.

Ecrire la relation d’Einstein en précisant la signification et l’unité de chaque grandeur. Relation d’Einstein : E = m x c 2 E en joule(J) = énergie m en kilogramme (kg) = masse disparue c = 3,00.10 8 m.s -1 = vitesse de la lumière 4.

Calculer la valeur absolue de la « masse disparue » |∆m| lors de cette réaction. |∆m| = |m(produits) - m(réactifs)| = |3xm n01 + m Ba56141 + m Kr3692 - m U92235 - m n01 | |∆m| = |3x0,167493.10 -26 + 23,394305.10 -26 + 15,261427.10 -26 - 39,021711.10 -26 - 0,167493.10 -26 | |∆m| = 3,09930.10 -28 kg 5.

En déduire la valeur de l’énergie libérée lors de la fission d’un noyau d’uranium suite à l’absorption d’un neutron. E = m x c 2 = 3,09930.10 -28 x 3,00.10 8 = 2,79.10 -11 J soit 174 MeV III.

Décroissance de l’activité 1.

Donner l’unité de l’activité. L'activité est en Bq = Becquerel (désintégrations par seconde). 2.

Compléter les deux lignes du tableau suivant : t (en jours) t=0 t 1/2 = 2t 1/2 = 3 t 1/2 = 4 t 1/2 = 5 t 1/2 = A(Mbq) 106 53,0 26,5 13,3 6,65 3,31. »