Quelques questions sur équations de désintégration et Soddy...

[Tengri]

Bonjour,

(je sais qu'il existe un système spécifique permettant de noter les formules de façon adaptée, mais je n'ai pas compris comment ça marche, si l'on peut m'indiquer de façon plus détaillée merci d'avance...)

Je me posais quelques questions par rapport à cette simple équation:

60 27Co---> 60 28Ni + -1 0e + antineutrino

Comment se fait il qu'un électron soit spontanément produit dans le noyau au cours de la réaction, (donc n'ayant rien à voir avec le nuage électronique situé plus loin)?

C'est un électron qui est déjà présent dans le noyau de 60Co? Ou bien c'est à l'occasion de la transition 60Co-60Ni que cet électron est créé puis éjecté?

Ma question est aussi valable pour l’antineutrino et, dans d'autres contextes pour une autre équation, pour un positron par exemple...
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[FC05]

Là :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit%C3%A9_%CE%B2

chapitre "Principe".

[XK150]

Et donc , les réactions écrites de façon simplifiée donne le résultat brut d' un processus plus complexe de ce qui se passe dans le noyau au vu des connaissances d'aujourd'hui .
Voir même lien : désintégration béta + et béta - .

[Tengri]

Wikipédia est toujours assez ardu sur des questions aussi techniques (au détriment de la pédagogie..) . D'ailleurs encore une fois il y a des chances que ma question soit post bac!

ça veut dire que ici c'est grâce à un boson W que un neutron devient proton? Ce qui aboutit à transformation de Co en Ni.

C'est parce qu'il y a conversion de neutron en proton (+apparition d'un anti neutrino) qu'on a un changement d'élément?

Et les deux particules produites dans cette réaction vont faire quoi? Je suppose que l'électron rejoint le nuage. L'anti neutrino va où? Les deux restent au niveau local, il n'y a pas de franchissement du nuage électronique?

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Un béta , c 'est un électron qui possède de l'énergie : à ce titre , il va parcourir une " certaine " distance dans la matière et devenir , cas général , un électron libre dans la matière :
les électrons libres , ça existe !

Le neutrino ou l'anti-neutrino , qui emporte le complèment d'énergie de la désintégration béta , est une petite bête très difficile à maîtriser : il peut carrément traverser la Terre !
https://fr.wikipedia.org/wiki/Neutrino

[Tengri]

Un béta , c 'est un électron qui possède de l'énergie : à ce titre , il va parcourir une " certaine " distance dans la matière et devenir , cas général , un électron libre dans la matière :
les électrons libres , ça existe !

Vous faites allusion au passage à l'ionisation par le niveau énergie zéro, avec le diagramme de l'énergie, etc.?

Cette particule béta produite lors de l a réaction est forcément vouée à devenir électron libre? C'est à dire au delà du nuage électronique?

[FC05]

Alors pour faire simple, cette particule béta, ce n'est pas un simple électron, c'est un électron énervé, mais style super énervé. Il a un paquet d'énergie.

Cette énergie il ne peut pas la garder longtemps, et là il tombe sur un truc, un peu n'importe quoi, une liaison chimique par exemple, on va l'appeler T comme Ten... et il la pète en deux !

C'est juste un exemple ... histoire que T pété en deux nous fasse un fil à 100 réponses .... Il peut aussi expulser un autre électron ... bref foutre le borbel.

Ouaip, le bêta il n'est pas très dans la compassion et la bienveillance.

[XK150]

Par exemple , les bêta de 2 MeV ont un parcours maximum de 8 mètres dans l’air, de 1 centimètre dans l’eau et de 1 millimètre dans le plomb.
Cela , c'est pour les béta - , les électrons .

Les bétas + , anti-électron ou positon , s'annihilent immédiatement avec un électron , produisant du rayonnement gamma . De la matière disparaît !
https://fr.wikipedia.org/wiki/Annihi...ctron-positron

[Tengri]

Ce type d'électron n'est donc pas analysable en terme de diagramme énergétique tels qu'on les voit souvent dans les livres du secondaires, avec les différents paliers?

J'ai bien compris le principe de conservation des charges. Cependant si on aboutit à 60Ni (28 protons, donc 1 de plus que dans l'élément précédent, via transformation d'un neutron), est ce qu'il faut considérer que il y a toujours équilibre des charges vu qu'on est à 27 p autrefois contre 28 maintenant, et que la charge négative qui est partie via le béta -, peut ne plus être solidaire du tout du nouveau noyau?

Si le béta part vraiment loin, ça a vraiment du sens de considérer les deux membres de droite de l'équation comme formant un tout? (enfin les trois, ce serait valable aussi pour l'anti neutrino mais il est dépourvu de charge). Je me doute que la réponse est oui, mais je trouve bizarre..

[Sethy]

En fait, des électrons qui se séparent des atomes, c'est quelque chose qui arrive couramment.

Un bon exemple, c'est l'électricité statique. Tu as déjà probablement joué à te passer un bic dans les cheveux. Après coup, il attire de petit bouts de papier. Le frottement du bic dans les cheveux provoque un transfert d'électrons. Alors, les quantités d'électrons transférées sont très faible - mais - l'effet est malgré tout pondérable. Evidemment, l'électroneutralité "de l'univers" est conservée. Il y a certes quelques électrons qui migrent mais leur migration s'accompagne - à raison de 1 pour 1 - de création d'ions positifs.

Un autre exemple est celui de la cage à bulle dans laquelle, des rayons ionisants (pourquoi ce nom ?) ionise l'air sur leurs passages et induisent une condensation dans les vapeurs (par exemple d'acétone) sursaturées. Vidéo ici : https://www.youtube.com/watch?v=r1vA7yU9yS0&t=509s

[XK150]

La conservation de la charge s'applique à la REACTION immédiate étudiée , et non pas à ce que seront devenus les produits dans 100 ans ....

27 = 28 + (-1 )

[Black Jack 2]

Ce type d'électron n'est donc pas analysable en terme de diagramme énergétique tels qu'on les voit souvent dans les livres du secondaires, avec les différents paliers?

J'ai bien compris le principe de conservation des charges. Cependant si on aboutit à 60Ni (28 protons, donc 1 de plus que dans l'élément précédent, via transformation d'un neutron), est ce qu'il faut considérer que il y a toujours équilibre des charges vu qu'on est à 27 p autrefois contre 28 maintenant, et que la charge négative qui est partie via le béta -, peut ne plus être solidaire du tout du nouveau noyau?

Si le béta part vraiment loin, ça a vraiment du sens de considérer les deux membres de droite de l'équation comme formant un tout? (enfin les trois, ce serait valable aussi pour l'anti neutrino mais il est dépourvu de charge). Je me doute que la réponse est oui, mais je trouve bizarre..

Les réactions généralement données ne concernent que les noyaux ...

Si on veut la réaction à partir des atomes, alors dans le second membre; on n'a pas un atome mais bien un ion.

Réaction ne concernant que les noyaux : .

Réaction avec atomes :

Ici, le Co(60) est un atome, et le est un ion (atome auquel il manque un électron)

[FC05]

Ceci en plus du fait qu'en partant l'électron peut choquer un électron du cortège électronique et lui donner suffisamment d'énergie pour l'ioniser.

Ça peut aboutir à des réarrangements avec émission de RX.


Le changement chimique fait parfois des choses bizarres, par exemple le 14C se transforme en 14N. Si on part de méthane CH₄, on va obtenir un ion ammonium NH₄⁺ ...

[Tengri]

Ce beta - ne peut pas évoluer sur un diagramme d'énergie et passer à l'état d’ionisation en atteignant le niveau le plus haut? comme un électron classique...

Est ce que toutes les désintégrations s’accompagnent de photons gamma (dont celle-ci)? ça peut s'écrire dans l'équation non?

[FC05]

1) Non, il est éjecté

2) Non, il y a des "béta purs" par exemple le 3H et le 90Sr. Dans ce cas le noyau se trouve direct dans l'état fondamental et n'a pas à expulser d'énergie en plus.

[Tengri]

Ici dans l'équation de Co et Ni, on ne devrait pas noter les gammas, du moins dans un certain type de notation? je crois avoir lu qu'il y a une notation sans et une avec les rayonnements.

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Accessoirement je me demandais aussi: si l'on remplit d’hélium un ballon, peut on dire qu'on le remplit de particules alpha, ou bien cette dernière appellation est expressément réservée à des contextes radioactifs? La particule alpha est vraiment la copie conforme d'un noyau d'hélium 4?

[XK150]

Le sujet de la discussion EST la désintégration béta moins du 60Co , je répète du 60Co .
Le 60Co se désintègre en 60Ni , plus un électron et un antineutrino électronique : C'est cela la désintégration béta moins du 60Co . Point !

Maintenant , que la désintégration se fasse vers un état nucléaire excité du 60Ni est une autre histoire : on parle maintenant de l'état excité du 60Ni .
Dans ce cas , le 60Ni excité émet un ou deux photons gamma pour atteindre l'état fondamental de l'isotope du nickel.

Et maintenant , dire que le 60Co émet un gamma de 1.17 et 1.33 MeV , c'est un raccourci très utilisé , mais formellement faux .

[XK150]

Et tout ceci n'est pas complet ...

Voilà ce qui se passe plus en détail ( attention , qui ne remet pas en cause mon post précédent 17 ) , mise à jour de 2006 .

http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Nucl...-60_tables.pdf

[Tengri]

Pas évident, pas évident...

il est vrai qu'à poser des questions niveau post bac il ne faut pas que je m'étonne à être renvoyé à ce type de source , forcément!

[XK150]

Les schémas de désintégration sont normalisés et plus ou moins complet ...

On peut s'arrêter sur celui-çi ( pré-bac !!! ) ... On voit bien ce qui appartient au 60Co et au 60Ni* ( l'astérisque , trop souvent oublié , signifie " état excité " ) .

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ar/betaex.html

[Tengri]

Alors si je lis bien le schéma d'en bas:

60Co avec 5.272 yr (je suppose que c'est la demi-vie) éjecte soit un beta - de 0.31 MeV, soit un beta - de 1.48 MeV

Et selon les les cas le 60Ni se désexcite soit par l'émission d'un gamma 1.17, soit par celle d'un gamma 1.33

[XK150]

Comment lire le schéma désintégration avant usage ...
Ne pas dépasser la dose prescrite ....

Le 60Co se désintègre selon 2 voies Béta- .
La 1 ère voie , dans 99.98% des désintégrations , donne un Béta- d'énergie E(Béta max ) de 0.31 keV .
La 2 ème voie , dans 0.12% des désintégrations , donne un Béta- d'énergie E(Béta max ) de 1.48 MeV .

Rappel : ces émissions Béta- donne un spectre continu en énergie de E(0) = 0 à E (Béta max ) .
Spectre : répartition en énergie des particules en fonction de leur nombre .

A partir de là , le schéma n'est pas parfait , il apparaît 2 niveaux non clairement identifiés en énergie , on y vient :

La voie 1 laisse le noyau restant 60Ni dans un état excité isomère particulier et distinct à 2.5057 MeV .
Ce noyau tombe alors sur l'état excité isomére distinct de 1.3325 MeV en émettant un photon énergétique gamma de 1.1732 Mev .
Puis , rejoint l'état fondamental du 60Ni en émettant un deuxième photon énergétique gamma de 1.3325 MeV .

La voie 2 laisse le noyau restant 60Ni dans un état excité isomère particulier et distinct à 1.3325 MeV .
Puis , rejoint l'état fondamental du 60Ni en émettant un photon énergétique gamma de 1.3325 MeV .

Tout ceci se passe en moins d'une picoseconde .

NON , pas la peine de demander , je ne commenterai pas le schéma complet de 11 pages donné au premier lien .........

[Tengri]

Bien bien... je vois à peu près (compte tenu des quelques bases que j'acquiers lentement...)

Quelqu'un a t il un exemple d'exercice sur ce thème , de niveau pré bac?

ça pourra ainsi encore davantage se concrétiser dans mon esprit