📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Loi de décroissance : Le nombre de noyaux radioactifs restants à l'instant $t$ est $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$.
- Constante radioactive ($\lambda$) : Elle est caractéristique du noyau, en $s^{-1}$. $\lambda = \frac{\ln(2)}{t_{1/2}}$.
- Demi-vie ($t_{1/2}$) : Durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs initialement présents se désintègrent.
- Activité ($a(t)$) : Nombre de désintégrations par seconde. $a(t) = -\frac{dN}{dt} = \lambda N(t) = a_0 e^{-\lambda t}$. Unité : Becquerel (Bq).
Méthodes à maîtriser
- Tracé de la courbe : Savoir déterminer $t_{1/2}$ graphiquement en cherchant l'abscisse correspondant à $N_0/2$.
- Calcul de $\lambda$ : Toujours convertir $t_{1/2}$ dans la même unité que celle demandée pour $\lambda$ (souvent en secondes).
- Utilisation du logarithme : Pour isoler $t$ dans l'expression $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$, utiliser $\ln(N/N_0) = -\lambda t$.
Exemples corrigés
- Calcul de $N(t)$ : Si $N_0 = 10^{20}$ noyaux et $t = 2 t_{1/2}$, alors $N(t) = N_0 / 2^2 = 0,25 \times 10^{20}$ noyaux.
- Calcul de l'activité : $a(t) = \lambda N(t)$. Si $N = 10^{15}$ et $\lambda = 10^{-5} s^{-1}$, alors $a = 10^{10} Bq$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir $t_{1/2}$ en secondes avant de calculer $\lambda$.
- Confondre $N(t)$ (noyaux restants) et $N_d(t)$ (noyaux désintégrés). Rappel : $N_d(t) = N_0 - N(t) = N_0(1 - e^{-\lambda t})$.
- Utiliser la calculatrice en mode "Degré" au lieu de "Radian" pour les fonctions exponentielles (bien que l'exponentielle ne dépende pas de l'angle, une erreur de manipulation est vite arrivée).