Radioactivité - Loi de Conservation - Mathrix

Salut la machine et j'espère que t'es au top ! Dans cette vidéo, on va parler de radioactivité. Et je vais tout d'abord t'introduire à comment on arrive à ce principe de radioactivité. Puis, on va voir les différentes formes de radioactivité qu'il existe. Allez, on est parti ! La radioactivité. Tout le monde voit ce phénomène comme quelque chose de dangereux ou même mortel. Par contre, j'ai une nouvelle pour toi. Alors, je ne sais pas si tu vas prendre ça comme une bonne nouvelle, mais toi et moi, nous sommes aussi radioactifs. Et oui, c'est quelque chose de complètement naturel. Et retiens juste que la radioactivité, ça va se mesurer en Bq. Pour comment on arrive à ce phénomène de radioactivité, pour ça, il faut que tu te rappelles de l'atome. Bon, il y a des vidéos là-dessus, mais sinon, il y a au niveau des atomes, je te rappelle qu'on a un noyau qui est positif et autour, on a des électrons qui gravitent. Ce qu'il faut savoir, ce qu'on a vu déjà, c'est que les charges positives et les charges négatives du noyau doivent être les mêmes pour qu'il y ait une stabilité parce qu'un atome, avant tout, c'est neutre. Par contre, au niveau du noyau, je vais prendre ce dessin, ça va être plus simple. Au niveau du noyau, on a vu que ce noyau chargé positivement, il a des protons, des charges positives, et des neutrons de charge neutre. Qu'est-ce qui se passe quand j'ai la charge qui est maintenue mais que je commence à ajouter plein de neutrons ? Ce qui va se passer, c'est surtout au niveau de la masse, c'est que ce noyau va devenir beaucoup plus lourd. Et quand les noyaux deviennent lourds, c'est là que rentre ce phénomène de désintégration. Alors, ce qu'il faut comprendre, c'est la radioactivité, au fond, c'est un gars de 40 ans, c'est l'atome, qui cherche de la stabilité. Alors, qu'est-ce que je veux dire par la stabilité ? C'est la chose suivante. On a fait une vidéo, c'est la vidéo d'introduction, avec le diagramme de Segre, où on voit, là, c'est le nombre atomique, le nombre de protons, et là, le nombre de neutrons. Et il y a ce qu'on appelle, là, en orange, la vallée de la stabilité. C'est-à-dire que si j'ai les bonnes proportions de protons et de neutrons, mon atome va être stable. Par contre, là, tu vois, ici, là, ces zones bleues claires, on voit bien qu'on n'est pas sur la vallée de la stabilité. En fait, on a soit trop de neutrons, soit trop de protons, ou soit, de manière générale, le noyau est juste trop lourd. Et c'est dans ces cas-là que le noyau, donc l'atome, il va chercher de la stabilité. Alors, à tout prix, soit il va essayer de jeter des protons et des neutrons, donc ça sera la désintégration, où il émet, justement, une particule alpha. Cette particule alpha, en fait, il jette. Il jette, il dit, ciao, je ne veux plus de neutrons et de protons. Alors, deux neutrons et deux protons, là, tu vois, les protons, il y en a deux. Et là, c'est neutrons plus protons, donc il y en a quatre. En fait, c'est l'élément hélium. Il émet de l'hélium pour devenir plus stable. C'est ça qu'on appelle, justement, la particule alpha. Alors, les autres cas, c'est quand il a trop de protons ou trop de neutrons. Alors là, il va émettre, justement, donc c'est ce qu'on appelle les particules bêta ou particules bêta moins. Alors, je vais te l'expliquer tout de suite avec les formules, ne t'inquiète pas. Mais comprends juste qu'au final, la radioactivité, c'est juste un atome qui cherche de la stabilité. Soit en émettant une particule alpha pour se décharger, soit bêta, soit bêta moins. Alors, l'ordre d'une désintégration radioactive, ce qui se passe, en fait, c'est juste qu'on a le noyau père, le nucléide, émet aussi ses particules et des rayonnements. L'idée, les rayonnements gamma que tu vas entendre, c'est des rayonnements électromagnétiques. L'idée, c'est juste que ce truc, il va être surexcité. Il a plein d'énergie. Et en fait, cette énergie, il va l'évacuer sous forme de lumière, par exemple. Les photons, tu sais que c'est justement des lumières. Lui, il veut juste se calmer et devenir stable. Visuellement, ce qui se passe, c'est qu'on a cet atome, l'atome 1, le noyau père. Il va émettre une particule. Alors, on a vu qu'il y a quoi ? Il y a la particule alpha, bêta et bêta moins. Puis, il va justement se transformer en un deuxième atome qui, on l'espère, sera plus stable. Au niveau des formules, si tu veux, il y a une règle à respecter. Donc, si j'ai un élément là qui se désintègre, alors ça, ça va être une des trois désintégrations radioactives. Alors, j'ai un élément X qui a un numéro atomique Z, donc c'est le nombre de protons, et là A, donc c'est les protons plus les neutrons. Ils se désintègrent et, donc là, il y a de la radioactivité, et ce qui va se passer, il y a l'atome, le fils, que je t'ai montré avant, plus la particule. Cette particule-là, c'est quoi ? En fait, ça, c'est un positon. Donc, toi, tu as l'habitude de voir les électrons. Donc, on a une charge, donc là, on va avoir moins 1, c'est négatif. Et là, quand c'est plus 1, c'est un positon. Donc là, quand on émet positon, donc dans positon, on voit bien charge, c'est positif, c'est ce qu'on appelle justement la particule. Donc, celle-là, elle est notée la particule, donc particule bêta. Bêta quoi ? Bêta plus. Dans l'autre sens, c'est... Donc là, on a le noyau père, il désintègre, et là, cette fois-ci, il va émettre un électron. Donc là, ça va être la particule bêta moins. Quand il émet un électron, c'est bêta moins. Alors, je veux juste te rendre attentif maintenant à une chose. C'est la chose vraiment importante à comprendre pour les exercices, ce sera essentiellement ça, c'est qu'il y a un équilibre. Là-dedans, il y a un équilibre. En fait, c'est des lois de Sody qui disent qu'à la fois à gauche et à droite, on doit avoir la somme en haut qui doit être égale à celle-ci. Donc là, on a bien A qui est égale à A plus 0. Donc ça, c'est en équilibre. Et aussi au niveau du numéro atomique. Donc Z doit être égal à Z plus 1 moins 1. Donc c'est pour ça en fait que si le noyau, donc le père, si j'ai un nouveau noyau fils, qui est à Z plus 1 au niveau atomique, lui obligatoirement, il doit émettre cette particule pour qu'il y ait équilibre. Donc il faut comprendre ça comme ça. Donc ça marche. C'est le cas pour la radioactivité à particules bêta moins. Et c'est aussi le cas quand on a la particule bêta plus. Donc tu vois là Z, c'est bien écrit égal à Z moins 1 plus 1. Ça fait aussi Z. Et là A, j'ai bien aussi égal à A. La loi de Sodie dit que le nombre de masses et le nombre de charges doivent être conservés. C'est ça. Alors là, on a vu maintenant quoi ? On a vu la particule bêta plus et bêta moins. Et le dernier que je t'ai dit, c'est alpha. La particule alpha, c'est quand il émet un hélium. Regarde. Donc là en fait, ça pourrait limite être un exercice déjà. De toute façon, il y aura une vidéo que sur les exercices. Mais si je cachais là. Et je sais que là j'ai A. Et là j'ai plus 4. Parce que c'est l'hélium. Donc forcément, tu vas me dire une chose. Ah bah oui, si là c'est plus 4, bah lui ça doit être A moins 4. Parce que A moins 4 plus 4, ça fait bien A. Et pour Z, j'ai Z moins 2. Donc Z moins 2 plus 2, ça fait bien Z. Donc oui, ça a bien appliqué les lois de Sodie qui dit qu'il y a conservation de masses et charges. Donc voilà. La radioactivité. Les 3 types de radioactivité avec les particules émises. Alors, je te rappelle juste que c'est juste un atome qui émet une particule. Et tout le temps quand il émet une particule, il y a aussi ce rayonnement gamma. Donc c'est vraiment de l'énergie qu'elle décharge. C'est une onde électromagnétique ça. Donc c'est vraiment une espèce d'énergie qu'elle décharge. Dernier petit truc au niveau du vocabulaire. On parle de l'activité de A, une substance radioactive. Donc c'est le nombre de désintégrations que l'on observe en une seconde. Donc A, comme dit, c'est bien en Bq. Et je t'ai dit que 3, moi, l'eau, tout en fait est radioactif, plus ou moins fort. Donc là, quelques exemples, si tu veux. Donc l'eau douce, c'est entre 0,1 et 1 Bq. L'homme, c'est 100 Bq. Le granite, c'est entre 1 000 et 10 000 Bq. Et le radium, là on voit que ça commence à devenir quand même déjà bien plus gros. C'est 10 puissance 13. Prochaine vidéo, on va faire des exercices où on va appliquer les lois de Sodie. Voilà, félicitations d'être arrivé jusqu'au bout de cette vidéo. Cette vidéo t'a plu ? Ça te tombe bien ? Il y en a encore. 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