Sommaire Terminale spécialité

 

 

Constitution et transformation de la matière

6. Modélisation de l’évolution d’un système, siège d’une transformation nucléaire

Cours / Activités expérimentales

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Cours :

 

 

Activités expérimentales

 

Fiches méthodes

Puissances de 10, notation scientifique

 

Unités légales du système international / conversion

 

Méthode de résolution d’exercices

 

Résoudre une équation à une inconnue

 

 

Programme officiel

 

Notions et contenus

Capacités exigibles

Activités expérimentales support de la formation

Les transformations nucléaires, introduites en classe de seconde, sont réinvesties dans l’enseignement scientifique en classe de première où sont abordés, de manière qualitative ou graphique, le caractère aléatoire de la désintégration de noyaux radioactifs et la décroissance de l’activité d’un échantillon. En classe terminale, il s’agit de passer de l’étude limitée au cas de durées discrètes (multiples entiers du temps de demi-vie) à une loi d’évolution d’une population de noyaux régie par une équation différentielle linéaire du

premier ordre. Cette partie permet de réinvestir la notion d’isotope, d’utiliser le diagramme (N,Z), d’identifier le type de radioactivité et d’écrire des équations de réaction de désintégration. Des applications peuvent être proposées dans les domaines de l’archéologie, de la santé, de la médecine, du stockage des substances radioactives, de la protection, etc.

Notions abordées en classe de seconde (enseignement commun de physique-chimie) et de première (enseignement scientifique) :

Composition du noyau d’un atome,  isotopes, transformation nucléaire, aspects énergétiques des transformations nucléaires (Soleil, centrales nucléaires), caractère aléatoire de la désintégration radioactive, temps de demi-vie, datation, équivalence masse-énergie, fusion de l’hydrogène dans les étoiles.

 

 

Décroissance radioactive

Stabilité et instabilité des noyaux : diagramme (N,Z), radioactivité α et β, équation d’une réaction nucléaire, lois de conservation.

Radioactivité .

 

Déterminer, à partir d’un diagramme (N,Z), les isotopes radioactifs d’un élément.

Utiliser des données et les lois de conservation pour écrire l’équation d’une réaction nucléaire et identifier le type de radioactivité.

Évolution temporelle d’une population de noyaux radioactifs ; constante radioactive ; loi de décroissance radioactive ; temps de demi-vie ;

activité.

Établir l’expression de l’évolution temporelle de la population de noyaux radioactifs.

Exploiter la loi et une courbe de décroissance radioactive.

Capacité mathématique : Résoudre une équation différentielle linéaire du premier ordre à coefficients constants.

Radioactivité naturelle ; applications à la datation.

Applications dans le domaine médical ; protection contre les rayonnements ionisants.

Expliquer le principe de la datation à l’aide de noyaux radioactifs et dater un événement.

Citer quelques applications de la radioactivité dans le domaine médical.

Citer des méthodes de protection contre les rayonnements ionisants et des facteurs d’influence de ces protections.

 

 

 

 1.Datation du carbone 14 (Ministère, correction vidéo))

 

2. Datation par le chlore 36 (correction vidéo)

 

3. Source radioactive de césium 137 (correction vidéo)

 

4. Application technologique de la radioactivité (Asie 2003) (correction vidéo)

 

5. l’âge de la Terre (Antilles 2003)

 

6. déchets radioactifs et synthèse organique (Antilles 2008)

 

Nucléide et isotope

La radioactivité, loi de conservation

Radioactivité alpha

Radioactivité béta plus

Radioactivité gamma

 

Constante de temps radioactive

Relation entre demi vie et constante de désintégration : t1/2 = ln(2)/l

Relation activité/nombre de noyaux radioactifs : A(t) = -dN(t)/dt

10. courbe d’activité en fonction de  t1/2