1.1. Le texte nous dit que l’oxygène 15 : « comporte … huit protons et sept neutrons… ». Son numéro atomique Z (nombre de protons) est donc de 8 et son nombre de masse A (nombre de nucléons) est de 15.
Soit :
1.2.
1.3.1.
L’énergie de liaison est l’énergie qu’il faut fournir au noyau au repos, dans un référentiel donné, pour le dissocier en nucléons séparés et immobiles :
EL = [m(nucléons séparés) – m(noyau)]×c²
1.3.2.
1.3.3.
On divise la variation d’énergie par 1,602´10–13 pour convertir en MeV (1 Mev = 1,602x10-13 J)
1.3.4.
2.1. Le temps de demi-vie t1/2 est la durée nécessaire à la désintégration de la moitié de la quantité de noyaux radioactifs, initialement présents dans l’échantillon :
N(t1/2) = NO/2
2.2.1.Vidéo
2.2.2
2.3. Vidéo
t1 = 8 min 50s environ
2.4. On a vue dans la question précédente qu’au bout 9 minutes environ il ne restait plus que 5% du nombre de noyaux initiaux. Il est nécessaire d’effectuer une nouvelle injection, le nombre de rayon gamma capté devenant trop faible.
3.1. Vidéo
Réaction entre le positon et l’électron :
A noter que le rayon gamme n’a pas de masse, mais uniquement de l’énergie (E = h.u)
3.2 Vidéo
L’énergie libérée au cours de la réaction nucléaire est égale à :
E = (mréactifs – mproduits).c2 = (2.me).c2 = 2 × 9,109 x10-31 x (2,998.108)² = 1,637 x 10-13 J
1 eV = 1,602 x 10-19 J
Cette énergie est partagée équitablement entre les 2 photons, chacun possède une énergie E’ = E/2 = 0,5110 MeV = 511,0 keV
Cette valeur est en accord avec le texte « …. libérant une paire de photons d’énergie déterminée (511 kiloélectronvolts)… ».