2018 :

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Catégorie : Exercices du BAC

 

La radiothérapie est utilisée dans certains cas pour le traitement de tumeurs. Le rayonnement utilisé dans ces machines est constitué de particules légères béta moins émise par une source de cobalt-. Dans certains cas, il est nécessaire d’utiliser un rayonnement plus ionisant. 
Le cobalt-60 est un élément radioactif obtenu à partir du cobalt-59  bombardé par un flux de neutrons.
Le cobalt-60 a une constante radioactive .

 

Un condensateur de capacité C= 100 µF, initialement déchargé, est installé à la sortie du rayonnement émis par une source de cobalt-60 à une date prise comme origine des temps t = 0.

Un dispositif adéquat permet d’assurer que l’essentiel des particules émises arrivent sur l’armature A du condensateur en face de la source (figure 4). L’armature B est reliée à la terre. Un voltmètre indique à chaque instant la tension aux bornes du condensateur.

 

5.1 Donner la différence entre une réaction nucléaire naturelle et une réaction nucléaire artificielle. (0,5 pt)

 

5.2 Ecrire les équations des réactions nucléaires du cobalt citées dans le texte. (0,5 pt)

 

5.3 En considérant la réaction spontanée du cobalt, calculer en MeV et en joule l’énergie libérée lors de cette désintégration. (0,5 pt)

 

5.4 En déduire l’énergie libérée par désintégration de 1 mg de cobalt-60. (0,75 pt)

 

5.5 Au bout de quatre (04) heures, le voltmètre branché aux bornes du condensateur indique une tension . Exprimer puis calculer :

 

5.5.1 la charge Q portée par l’armature A du condensateur. (0,5 pt)

 

5.5.2 la variation u nombre de noyau de cobalt-60. (0,75 pt)

 

5.5.3 l’activité initiale de l’échantillon de cobalt-60. (0,5 pt)

 

5.5.4 la masse initiale de cet échantillon de cobalt. (0,5 pt)

 

Données : Charge élémentaire : ;

 

masse molaire atomique du cobalt 60 : ;

 

Nombre d’Avogadro : ;

 

masse de l’électron : .

 

Masse en unité de masse atomique :

;

 

Unité de masse atomique :     .

 

Vitesse de la lumière dans le vide :

 

Extrait du tableau de classification

 

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