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Exercices et problèmes
lm Empoisonnement d'un agent secret au Polonium 210
En novembre 2006, à Londres, un ancien agent des services secrets est mort empoisonné par ingestion de Polonium
210 Po. On se propose, dans ce problème, d 'étudier
les réactions nucléaires mises en jeu et d'évaluer la dose de radiations absorbées qui
a conduit à la mort de cet homme.
a) Le
210 Po peut être obtenu à partir du Bismuth ~~
9 Bi après absorption (provoquée) d' un neutron(= réaction 1), puis émission d'un électron(= réaction 2).
Écrire et préciser le nom de ces deux réactions, et donner le nombre de protons
d'un noyau de 210 Po.
b) Calculer le défaut de masse (en u) de chacun des deux isotopes du Bismuth
apparaissant dans les réactions précédentes.
On donne: mp = l,007276u, mn = l,008665u, m(
209
Bi) = 208,934860u,
m (
210
Bi) = 209,938584u.
c) Sachant qu'un noyau atomique est d 'autant plus stable que son énergie de liaison « par nucléon » est élevée, lequel de ces deux isotopes est le plus stable ?
d) Un noyau de
210 Po n'est pas stable et se désintègre spontanément en émettant
une particule alpha pour donner un noyau de plomb.
e)
f)
1. Écrire la réaction de désintégration correspondante et calculer l' énergie cinétique maximale de la particule alpha émise (rappel : lu * c
2 =
931,5MeV).
2. Est-ce un « rayonnement ionisant » très énergétique? (comparé, par
exemple, aux quelques eV typiques d ' un photon du domaine visible). On
donne: m(
210
Po) = 209,936800u, m(
4
He) = 4,001506u, mœ~
6
Pb) =
205, 929489u.
La quantité de
2 10 Po ingérée par l'agent secret a été estimée à 10 µg par les autorités britanniques. Calculer le nombre No d'atomes de
210
Po absorbés (rappel :
lu = 1,66054.10- 27 kg).
Préciser la relation donnant l'activité Ao de ces No atomes de Polonium en fonction de No et de la période radioactive du Polonium
210 Po.
1. Calculer numériquement l'activité A 0 sachant que la période radioactive du
210
Po est de 138,38 jours.
2. Combien de particules alpha - dues aux 10 µg de
210 Po radioactif - sont
alors émises par seconde?
3. Expliquer pourquoi l'enquête policière a été facilitée par la valeur importante de la période radioactive du Polonium 210.
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Exercices et problèmes
lm Empoisonnement d'un agent secret au Polonium 210
En novembre 2006, à Londres, un ancien agent des services secrets est mort empoisonné par ingestion de Polonium
210 Po. On se propose, dans ce problème, d 'étudier
les réactions nucléaires mises en jeu et d'évaluer la dose de radiations absorbées qui
a conduit à la mort de cet homme.
a) Le
210 Po peut être obtenu à partir du Bismuth ~~
9 Bi après absorption (provoquée) d' un neutron(= réaction 1), puis émission d'un électron(= réaction 2).
Écrire et préciser le nom de ces deux réactions, et donner le nombre de protons
d'un noyau de 210 Po.
b) Calculer le défaut de masse (en u) de chacun des deux isotopes du Bismuth
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On donne: mp = l,007276u, mn = l,008665u, m(
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Bi) = 208,934860u,
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Bi) = 209,938584u.
c) Sachant qu'un noyau atomique est d 'autant plus stable que son énergie de liaison « par nucléon » est élevée, lequel de ces deux isotopes est le plus stable ?
d) Un noyau de
210 Po n'est pas stable et se désintègre spontanément en émettant
une particule alpha pour donner un noyau de plomb.
e)
f)
1. Écrire la réaction de désintégration correspondante et calculer l' énergie cinétique maximale de la particule alpha émise (rappel : lu * c
2 =
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2. Est-ce un « rayonnement ionisant » très énergétique? (comparé, par
exemple, aux quelques eV typiques d ' un photon du domaine visible). On
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Po) = 209,936800u, m(
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La quantité de
2 10 Po ingérée par l'agent secret a été estimée à 10 µg par les autorités britanniques. Calculer le nombre No d'atomes de
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lu = 1,66054.10- 27 kg).
Préciser la relation donnant l'activité Ao de ces No atomes de Polonium en fonction de No et de la période radioactive du Polonium
210 Po.
1. Calculer numériquement l'activité A 0 sachant que la période radioactive du
210
Po est de 138,38 jours.
2. Combien de particules alpha - dues aux 10 µg de
210 Po radioactif - sont
alors émises par seconde?
3. Expliquer pourquoi l'enquête policière a été facilitée par la valeur importante de la période radioactive du Polonium 210.
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