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La demi-vie
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True or false? Knowing the half-life of a radioactive isotope helps us estimate how high its activity is after a certain period of time.
Cette pièce de métal émet un rayonnement. Elle est radioactive. Cela signifie que certains de ses atomes se décomposent - ils se désintègrent. Au fur et à mesure, il y aura de moins en moins de particules radioactives. Comment cela affectera-t-il la radioactivité du métal ?
Léon peut illustrer cela par une expérience. D'abord, il prépare 64 cookies et les laisse dans la cuisine. Il veut voir combien de temps cela prendra pour que ses cookies soient mangés. Léon ne peut pas prédire exactement quand chaque cookie sera mangé, mais il peut observer à quelle vitesse les cookies disparaissent. Léon décide d'écrire combien il reste de cookies chaque jour.
Bientôt, il sera capable de présenter ses découvertes à l'aide d'un graphique. Sur l'axe vertical il indique le nombre de cookies, de 0 à 64. Sur l'axe horizontal, il note le nombre de jours écoulés. Au départ, lorsque les cookies fraîchement sortis du four sentaient bon, ils ont disparu rapidement. Au bout d'une journée, la moitié d'entre eux avaient déjà été mangés.
Il ne restait que 32 cookies. Il a fallu une autre journée pour qu'il n'en reste que 16. Moins il restait de cookies, moins on en mangeait. Après 3 jours, il restait 8 cookies. Après 4 jours, 4 cookies.
Après 5 jours, 2 cookies... Le 6ème jour, il ne restait qu'un seul biscuit rassis. Le graphique nous montre comment le nombre de cookies a changé au fil du temps. Nous constatons que le nombre de cookies diminue de moitié chaque jour. Alors, qu'est-ce qu'ont à voir les cookies de Léon avec la radioactivité ?
Dans l'expérience de Léon, Au fur et à mesure que le temps passait, il y avait de moins en moins de biscuits à manger. Il se produit la même chose avec les matières radioactives. Au fil du temps, il y a de moins en moins de noyaux instables qui peuvent se désintégrer. Si vous tracez la décroissance sur un graphique, avec le nombre de noyaux radioactifs sur l'axe vertical, et le temps sur l'axe horizontal, le graphique ressemblera beaucoup à celui réalisé par Léon. Le temps qu'il faut pour que le nombre de noyaux diminue de moitié, est toujours le même pour un radionucléide donné.
Cette période de temps est connue sous le nom de demi-vie. À l'aide d'un appareil tel qu'un compteur Geiger, vous pouvez mesurer à quelle vitesse les noyaux radioactifs se désintègrent au fil du temps. C'est ce qu'on appelle l'activité. Et regarde! Lorsque le nombre de noyaux radioactifs a diminué de moitié, il ne reste que la moitié du nombre de noyaux, qui peut se décomposer. Cela signifie que l'activité est également réduite de moitié, après le même laps de temps.
Ainsi, la demi-vie peut être définie comme deux choses : le temps nécessaire pour que le nombre de noyaux radioactifs diminue de moitié ; Et comme le temps nécessaire pour que l'activité d'une matière radioactive, diminue de moitié ! Connaître la demi-vie des différents isotopes, nous aide à estimer quelle quantité de matière est encore radioactive. Ainsi, que son niveau d'activité, après un certain laps de temps. Prenons un exemple ! L'activité initiale de cette matière radioactive est égal à 240 désintégrations par seconde.
On sait que sa demi-vie est de 10 jours. Pouvez-vous calculer quelle sera son activité après 20 jours ? Eh bien, après 10 jours, l'activité initiale se divise par deux, elle est donc égal à 240 divisé par 2, soit 120 désintégrations par seconde ! Après 20 jours, l'activité se divise à nouveau de moitié, donc 120 divisé par 2. L'activité après 20 jours est égal à 60 désintégrations par seconde !
Maintenant, pouvez-vous dire combien de jours cela prendra pour que l'activité de cette matière atteigne 15 désintégrations par seconde ? Combien de demi-vie cela représente-t-il ?