Exercices – Chap 05 – La radioactivité

ex 10 p 91

eau lourde D₂O . noyau de deutérium : ²₁H

a)     le noyau de deutérium possède un neutron et un proton, alors que le noyau d'hydrogène ¹₁H ne possède qu'un proton. On les appelle des isotopes.

b)    Le terme "eau lourde" s'explique par le fait que le noyau de deutérium est deux fois plus lourd que celui d'hydrogène ( m_neutron ≈ m_proton ; m_D = 2 m_n = 2 x m_H )

c)     L'oxygène a aussi des isotopes ¹⁵O, ¹⁶O , ¹⁷O et ¹⁸O

 

ex 11 p 91

a) ²²²₈₆Ra → ²¹⁸₈₄Po + ⁴₂He        et        ²¹⁰₈₄Po → ²⁰⁶₈₂Pb + ⁴₂He

b) ⁴⁰₁₉K → ⁴⁰₂₀Ca + ⁰_-1e        et        ¹³⁷₅₅Cs → ¹³⁷₅₆Ba + ⁰_-1e    

c) ³⁰₁₅P → ³⁰₁₄Si + ⁰₊₁e        et        ⁵³₂₇Co → ⁵³₂₆Fe + ⁰₊₁e    

 

ex 12 p 92

a) ²²³₉₀Th → ²¹⁹₈₈Ra + ⁴₂He radioactivité α        et       b)  ²¹⁸₈₅At → ²¹⁴₈₃Bi + ⁴₂He radioactivité α  

c) ¹³¹₅₃I → ¹³¹₅₄Xe + ⁰_-1e  radioactivité β-       et      d)  ²¹⁰₈₄Po → ²¹⁰₈₄Po + γ   

e) ⁹⁰₃₈Sr → ⁹⁰₃₉Y + ⁰_-1e  radioactivité β-       et      f)  ¹⁹₁₀Ne → ¹⁹₉F + ⁰₊₁e  radioactivité β+     

g)  ⁸⁰₃₅Br → ⁸⁰₃₄Se + ⁰₊₁e  radioactivité β+    

 

ex 13 p 92

a)     La masse molaire atomique est la masse d'une mole d'atomes.

b)    M_Cl = M₃₅  x 0,758 + M₃₇ x 0,242 = 34,97 x 0,758 + 36,97 x 0,242 = 35,45 g.mol^-1

 

ex 14 p 92

a)       ¹⁵₈O  est l'oxygène 15 radioactif
b)  ¹⁵₈O → ¹⁵7N + ⁰₊₁e      

c)      

ex 15 p 92
a)     Une contamination externe est du à une exposition au rayonnement, une contamination interne est du à l'ingestion d'aliments contaminés.

b) ¹³¹₅₃I → ¹³¹₅₄Xe + ⁰_-1e        et        ¹³⁷₅₅Cs → ¹³⁷₅₆Ba + ⁰_-1e

c)     On observe une émission de rayonnement γ car les noyaux fils obtenus sont dans un état excité. Ils se désexcitent en émettant des rayonnements γ .

¹³¹₅₄Xe → ¹³¹₅₄Xe + γ        et          ¹³⁷₅₆Ba → ¹³⁷₅₆Ba + γ   

 

ex 18 p 92

Soit x le pourcentage d'uranium 235.   M_U = M₂₃₈ . (1-x) + M₂₃₅ . x = M₂₃₈ + x . (M₂₃₅-M₂₃₈)

x = (M_U-M₂₃₈) / (M₂₃₅ – M₂₃₈) = ( 238,030 – 238,0508) / ( 235,0439 – 238,0508) = 0,69 %

% M₂₃₈ = 1 – x = 99,31 %  . C'est l'hypothèse d qui est valable : 0,7 % d'uranium 235.

 

ex 19 p 93

a)     Ces noyaux sont disposés autour de la bissectrice ( N = Z )

b)     

c)     Les noyaux radioactifs β^- sont en dessus de la bissectrice :

¹⁴C , ¹⁶N, ¹⁷N, ¹⁹O
Les noyaux radioactifs β⁺ sont en dessous de la bissectrice :

¹¹C , ¹³N, ¹⁵O

d) ¹⁴₆C → ¹⁴₇N + ⁰_-1e  
On rejoint la vallée de stabilité en se dirigeant directement vers la bissectrice.

e) ¹²₇N → ¹²₆N + ⁰₊₁e    

On rejoint la vallée de stabilité par désintégration en se dirigeant directement vers la bissectrice.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex 20 p 93

 

a) ²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Ra + ⁴₂He (radioactivité α)        et        ²³⁴₉₀Th → ²³⁴₉₁Pa + ⁰_-1e  (radioactivité β-)  

²³⁴₉₁Pa → ²³⁴₉₂U + ⁰_-1e  (radioactivité β-)     

b) ²³⁴₉₂U → ²³⁰₉₀Th + ⁴₂He        et        ²²⁶₈₈Ra→ ²²²₈₆Rn + ⁴₂He  

c)     ²¹⁴₈₃Bi peut subir une désintégration α et une désintégration β^- :

²¹⁴₈₃Bi → ²¹⁰₈₁Ti + ⁴₂He        et        ²¹⁴₈₃Bi → ²¹⁴₈₄Po + ⁰_-1e 

d)     ²¹⁴₈₄Po est un noyau stable, il ne subit pas de désintégration radioactive.

 

ex 21 p 93

a)     Le radon appartient à la famille des gaz rares. Il est inerte chimiquement.

b) ²²²₈₆Rn → ²¹⁸₈₄Po + ⁴₂He        et        ²¹⁸₈₄Po → ²¹⁴₈₂Pb + ⁴₂He  

c)     La contamination peut être interne par inhalation et externe par exposition.

d)    La CEE recommande de ne pas dépasser une concentration de 400 désintégrations/s /m³ .
m_Pb = 400 x 207 / 6,02.10²³ = 1,37.10^-19 g/s/m³

e)     Dans une maison , il faut bien aérer pour renouveler l'air.

 

©Sciences Mont Blanc