Annales gratuites Bac ST2S : Radium et radionucléides

En décembre 1898, Pierre et Marie CURIE découvraient un nouvel élément, qu'ils appelaient radium. Cet élément est radioactif.

1. Décrire la structure du noyau de radium . On demande le nombre de nucléons, de protons et de neutrons.

2. Le noyau d'un atome de est radionucléide qui se désintègre suivant l'équation-bilan incomplète ci-dessous :

a) Parmi les nucléides suivants, quel est celui qu'on obtient dans la désintégration précédente, et qui manque dans l'équation écrite ci-dessus.

b) Quel est le nom usuel de la particule ?

c) Indiquer, parmi les 5 nucléides de la liste précédente, un isotrope du nucléide .
Justifier votre choix, en rappelant la définition du mot isotope.

Certains radionucléides sont utilisés en scintigraphie pour effectuer un diagnostic médical. L'un des plus utilisés est le technétium , qu'on injecte dans des organes du corps humain et dont on suit le déplacement et la fixation dans ces organes.
Le technétium est un émetteur et sa période (ou demi-vie) est T = 6 heures.

1. Rappeler la définition de la période d'un élément radioactif.
Au bout de quelle durée peut-on considérer que la solution n'est plus radioactive ?

2. Les quantités de radionucléides injectés en médecine sont très faibles et n'occasionnent que peu de troubles. En revanche, la contamination par l'ingestion d'un élément radioactif ou d'irradiation par une source radioactive puissante comporte des dangers pour l'être humain et l'environnement.

a) Citer un des effets néfastes sur le corps humain, d'une dose d'irradiation importante.

b) Citer un moyen de protection pour les personnels médicaux manipulant les radioéléments.

1) Noyau de radium :

Z = 88 = nombre de PROTONS du noyau

A = 226 = nombre de NUCLEONS

Donc A - Z = 138 = nombre de NEUTRONS du noyau

2) a) Lors de la désintégration radioactive, il y a conservation :

Le nucléide-fils obtenu est donc :

b) est un noyau d'HELIUM

c) est un isotope de : ces deux noyaux contiennent le même nombre de protons (ce qui définit le même élément Ra) mais des nombres distincts de nucléons (donc de neutrons).

1) La PERIODE d'un élément radioactif est la DUREE au bout de laquelle le nombre de noyaux d'un échantillon (donc son activité) a DIMINUE DE MOITIE.

On peut considérer que la solution n'est plus radioactive au bout de : 20T soit 120 heures (ou 5 jours) pour le technétium.

a) Une dose d'irradiation importante peut être cause de stérilité, déclencher des cancers, des leucémies, des mutations génétiques, voire même pour les très fortes doses la mort quasiment immédiate.

b) Les personnels médicaux manipulant les radioéléments, doivent les manipuler à l'aide de bras articulés (prolongeant la main de l'homme).

Il doit y avoir un écran entre eux et ces radioéléments : le plomb est particulièrement utilisé.