Chimie nucléaire

Résumé du document

Il s'agit d'un résumé de chimie nucléaire niveau fin de lycée et/ou L1 scientifique, une description des réactions existantes avec exemples et applications ainsi que la formule de désintégration nucléaire, demi vie et datation au carbone 14.

Extraits

[...] N C'est un processus de premier ordre. Vitesse désintégration = variation du nombre de particules qui disparaissent ∆ N pendant un intervalle de temps ∆t v = - dN = k . N n'est pas proportionnel au nombre de particules) dt C'est un processus de premier ordre. La cste de proportionnalité k est la « cste cinétique de désintégration ». La solution de cette équation permet de connaître le n° de particules restant à n'importe quel moment. Problème mathématique : résolution d'une équation différentielle d'ordre un. [...]

[...] t en années Demi-vie Temps requis pour que le nombre de particules restant valent la moitié du nombre de départ N (n° de particules à t = No (n° de particules de départ) 2 Pour une cinétique d'ordre la période vaut : t = ln 2 = 0,693 = cste propre à chaque réaction) K K (cste de désintégration) Les demi-vies des éléments sont très variables, elles peuvent aller de quelques millionièmes de seconde (ex : polonium 214) à plusieurs milliards d'années (ex : uranium 238) Remarque : Le strontium est dangereux car notre corps le confond avec le calcium nécessaire au renforcement de nos os. Le Sr se fixe donc sur nos os et on est irradié de l'intérieur. Détection et mesure de la radioactivité Divers instruments permettent de mesurer la radioactivité : La plaque photographique : Les rayons en provenance des produits radioactifs impressionnent le film photo de la même manière que la lumière. Cette technique est utilisée dans les badges que les travailleurs nucléaires doivent obligatoirement porter. Le compteur Geiger : Permet de détecter les rayonnements α et β. [...]

[...] On peut ainsi ajuster la densité atomique. Effets biologiques des radiations Dépend de : L'énergie de rayonnement (α > β > α) L'efficacité de pénétration du rayonnement Les γ sont stoppés simplement par un obstacle physique Les β sont plus pénétrants mais sont quand même atténués (même par l'air) car ils ionisent tout ce qu'ils traversent Les α sont quasi inarrêtables (il faut une épaisseur de béton considérable) car ils sont purement électromagnétiques (comme la lumière mais en + énergétique) Le pouvoir ionisant du rayonnement Dépend de l'énergie propre de la radiation et de l'énergie du système traversé (à ioniser). [...]

[...] Il y a donc un ∆m m réelle [...]

[...] Datation à l'aide du [14]C Le [14]C est un radio-isotope β. Il est donc détruit régulièrement par la réaction de désintégration suivante : [14]C[14]N Le [14]C est également produit régulièrement dans la haute atmosphère selon un processus de capture de neutrons qui nous viennent du vent solaire : N + n C + 1 H Un état stationnaire s'est établi entre ces deux processus et la quantité de C présent dans l'atmosphère est à peu près constante. On retrouve ce C dans le CO2 de l'atmosphère (10 . [...]