Fiche de révision

Physique

La radioactivité

Certains noyaux se transforment spontanément en émettant des rayonnements.

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Fiche de révision de Physique : « La radioactivité », proposée par ndolomath.comndolomath

La radioactivité

💡 Idée principale : un noyau instable se désintègre spontanément : c’est la radioactivité. Il en existe plusieurs types (α, β⁻, β⁺) souvent accompagnés de rayonnement γ. Les lois de Soddy permettent d’écrire les équations.

Étapes résumées

α : émission d’un noyau d’hélium $_{2}^{4} He$ .
β⁻ : émission d’un électron ; β⁺ : d’un positon.
γ : rayonnement électromagnétique très énergétique.
Conservation du nombre de charge Z et du nombre de nucléons A.

Les types de radioactivité

Type	Particule émise	Équation type
α	$_{2}^{4} He$	$_{Z}^{A} X \to_{Z - 2}^{A - 4} Y +_{2}^{4} He$
β⁻	$_{- 1}^{0} e$	$_{Z}^{A} X \to_{Z + 1}^{A} Y +_{- 1}^{0} e$
β⁺	$_{+ 1}^{0} e$	$_{Z}^{A} X \to_{Z - 1}^{A} Y +_{1}^{0} e$
γ	photon	désexcitation du noyau fils

Pouvoir de pénétration

α : arrêtée par une feuille de papier ; β : par quelques mm d’aluminium ; γ : par du plomb épais.

/

Caractère

Phénomène aléatoire, spontané, inévitable.

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1. Comprendre ce qui se passe dans le noyau

Un noyau instable cherche à atteindre un état plus stable. S’il a trop de neutrons, un neutron se transforme en proton et émet un électron : c’est la radioactivité $β^{-}$ . S’il a trop de protons, un proton devient neutron avec émission d’un positon ( $β^{+}$ ). Les noyaux très lourds se débarrassent souvent d’un noyau d’hélium ( $α$ ).

Écrire une équation

Exemple guidé

Énoncé

Le radium 226 (Z = 88) est émetteur α. Écris l’équation de sa désintégration.

Solution

_{88}^{226} Ra \to_{86}^{222} Rn +_{2}^{4} He

.
A : 226 = 222 + 4 ; Z : 88 = 86 + 2.

S’entraîner aux équations

Lois de conservation (lois de Soddy)

Conservation du nombre de masse A.
Conservation du nombre de charge Z.

Exercice type

Énoncé

Écris les équations : désintégration

α

de l’uranium 238 (

Z = 92

) et désintégration

β^{-}

du cobalt 60 (

Z = 27

).

Solution

_{92}^{238} U \to_{90}^{234} Th +_{2}^{4} He

.

_{27}^{60} Co \to_{28}^{60} Ni +_{- 1}^{0} e

.

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Famille radioactive

Combien de désintégrations $α$ et $β^{-}$ mènent de $_{92}^{238} U$ à $_{82}^{206} Pb$ ?

Solution :
A diminue de 32 :

x = 32 / 4 = 8

désintégrations

α

.
Z :

92 - 2 \times 8 + y = 82

, donc

y = 6

désintégrations

β^{-}

.

À toi de jouer

1. Quelle particule est émise en radioactivité α ?

2. En β⁻, Z augmente-t-il ?

3. Quel rayonnement est le plus pénétrant ?

Réponses : un noyau d’hélium · oui, de 1 · γ. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

Conserve A et Z, pas la masse.
L’électron β⁻ vient du noyau, pas du cortège électronique.
La désintégration ne dépend ni de la température ni de la pression.

Méthode

Écris le noyau père, la particule émise, puis déduis A et Z du noyau fils par conservation.

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Les types de radioactivité

Pouvoir de pénétration

Caractère

1. Comprendre ce qui se passe dans le noyau

Écrire une équation

Énoncé

Solution

S’entraîner aux équations

Lois de conservation (lois de Soddy)

Énoncé

Solution

Famille radioactive

À toi de jouer

Erreurs fréquentes

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