Solutions du QCM
1) Les masses respectives sont : U-238 m=993 kg ; U-235 m=7 kg .
2) Nombre de périodes depuis 4 milliards d’années pour U-238 et U:235 0,89 et 5,71
Quantité d’U-238 : 993 * 2 puissance 0,89 = 1838 kg
Quantité d’U-235 : 7 * 2 puissance 5,71 = 367 kg
Masse totale = 2206 kg
3) Nombre de périodes depuis 2 milliards d’années pour U-238 et U:235 0,44 et 2,86
Quantité d’U-238 : 993 * 2 puissance 0,44 = 1351 kg
Quantité d’U-235 : 7 * 2 puissance 5,71 = 50,7 kg
Masse totale = 1402 kg
Fraction d’U_235 : 3,6 %
4) Le taux d’uranium-235 de 3,6 % est de l’ordre des taux d’enrichissements du combustinbles des réacteurs nucléaires actuels. Quand l’environnement était favorable, des réacteurs naturels ont fonctionné à Oklo au Gabon il y a 2 milliards d’annèes.
De l’uranium-238 au plomb-206 …
Filiation radioactive simplifiée de l’uranium-238. Les désintégrations qui se succèdent avec des périodes extraordinairement différentes changent la composition du noyau donc la nature de l’atome. Le nombre de nucléons diminue de 4 quand le noyau émet une particule alpha et reste inchangé quand il émet un électron bêta.
© IN2P3
5) La quantité d’U-234 est en raison inverse des périodes radioactives. Pour 1 tonne d’U-238
m(U-234) = 1 000 000 *245000/4 500 000 000 = 54 grammes
6) T(Radium) = 1600 ans
m(Ra-226) = 1 000 000 *16000/4 500 000 000 = 0,35 grammes
7) T(Radon) = 3,8 jours = 0,010 an
m(Rn-222) = 1 000 000 000 *0,010 /4 500 000 000 = 0,000233 milligrammes
Le radon est un gaz, dont une partie (émanation) passe dans l’atmosphère.
8) T(Pb-210) = 22,3 ans
m(Pb-210) = 1 000 000 000 * 22,3 /4 500 000 000 = 4,95 milligrammes
Le plomb-210 , descendant du radon passé dans l’atmosphère, se déposera généralement sur les sols.
9) Les atomes d’uranium-238 se sont transformés en plomb-206 stable après avoir parcouru toute la filiation radioactive.
10) En hélium. Les particules alpha sont des noyaux d’hélium.