⚛️ Énergie des réactions nucléaires-5
⚛️ Énergie des réactions nucléaires
⚠️ Remarques :
- Si \(\Delta E < 0\), la réaction libère de l’énergie au milieu extérieur → réaction exoénergétique.
- Si \(\Delta E > 0\), la réaction reçoit de l’énergie du milieu extérieur → réaction endoénergétique.
- L’énergie libérée au cours d’une réaction nucléaire est : \(\displaystyle E_{\text{libérée}} = |\Delta E|\)
Ou encore, en utilisant les énergies de liaison :
Désintégration α du radium 226 :
L’énergie de cette réaction nucléaire est :
Ou, en utilisant les énergies de liaison :
✔️ Cette réaction libère de l’énergie au milieu extérieur : \(\Delta E < 0\) (exoénergétique).
Désintégration β⁻ du carbone 14 :
L’énergie de cette réaction nucléaire est :
Ou, en utilisant les énergies de liaison :
⚠️ L’énergie de liaison de l’électron est nulle : \(E_l(_{-1}^{0}\text{e}) = 0\).
✔️ Cette réaction libère de l’énergie au milieu extérieur : \(\Delta E < 0\).
Diagramme d’énergie – Désintégration α
Diagramme d’énergie – Désintégration β⁻
📌 Interprétation : Dans les deux cas, le niveau d’énergie final est inférieur au niveau initial → \(\Delta E < 0\) → réaction exoénergétique (libération d’énergie).
Tous les êtres vivants sont exposés à une certaine quantité de radiations radioactives. L’effet de ces radiations varie selon leur nature et la quantité absorbée.
- Très peu pénétrants
- Arrêtés par une feuille de papier ou la peau
- Provoquent des brûlures superficielles sur la peau
- Moyennement pénétrants
- Arrêtés par une plaque d’aluminium
- Utilisés pour traiter certaines maladies cancéreuses (radiothérapie)
- Très pénétrants (photons de haute énergie)
- Arrêtés par un mur de béton ou de plomb (plusieurs cm)
- Utilisés dans le diagnostic des maladies (imagerie médicale, scintigraphie)
- Temps : limiter l’exposition
- Distance : s’éloigner de la source
- Écran : utiliser des matériaux adaptés
📌 Applications médicales :
- Radiothérapie (destruction des cellules cancéreuses) – rayons β et γ.
- Imagerie médicale (scintigraphie, TEP scan) – traceurs radioactifs.
- Stérilisation des instruments médicaux (rayons γ).
⚠️ Dangers : Une exposition excessive aux radiations peut provoquer des brûlures, des cancers, des mutations génétiques. D’où l’importance des mesures de protection.
\(\Delta E = (m_f – m_i) \cdot c^2\)
\(\Delta E < 0\) : exoénergétique (libération)
\(\Delta E > 0\) : endoénergétique (absorption)
α : \(^{226}_{88}\text{Ra} \rightarrow ^{222}_{86}\text{Rn} + ^{4}_{2}\text{He}\)
β⁻ : \(^{14}_{6}\text{C} \rightarrow ^{14}_{7}\text{N} + ^{0}_{-1}\text{e}\)
Papier, peau → brûlures superficielles
Aluminium → radiothérapie
Béton/plomb → diagnostic médical
Temps, distance, écran
Calculer l’énergie libérée lors de la désintégration α du polonium 210 : \(^{210}_{84}\text{Po} \rightarrow ^{206}_{82}\text{Pb} + ^{4}_{2}\text{He}\)
Données : \(m(^{210}_{84}\text{Po}) = 209,98286\ \text{u}\) ; \(m(^{206}_{82}\text{Pb}) = 205,97446\ \text{u}\) ; \(m(^{4}_{2}\text{He}) = 4,00260\ \text{u}\) ; \(1\ \text{u} = 931,5\ \text{MeV}/c^2\)
✔️ \(\Delta m = m(^{206}_{82}\text{Pb}) + m(^{4}_{2}\text{He}) – m(^{210}_{84}\text{Po})\)
\(\Delta m = 205,97446 + 4,00260 – 209,98286 = -0,00580\ \text{u}\)
✔️ \(\Delta E = \Delta m \times 931,5 = -0,00580 \times 931,5 \approx -5,40\ \text{MeV}\)
✔️ Énergie libérée : \(E_{lib} = |\Delta E| \approx 5,40\ \text{MeV}\)