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Mesure la radioactivité avec ta calculatrice TI!

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Mesure la radioactivité avec ta calculatrice TI!

Unread postby critor » 05 Mar 2013, 20:21

Salut à tous, c'est Critor. Ce soir nous allons découvrir ensemble un capteur Vernier des plus rares, le capteur de radiations élève
(student radiation monitor)
.
2203


N'ayons pas peur des mots, il s'agit donc d'un capteur de radioactivité. :p
2200 2201 2202


On note un boîtier assez similaire à celui d'une vieille calculatrice, avec un emplacement écran ici obturé. Peut-être est-ce un modèle dérivé d'un capteur autonome avec écran.

Le capteur utilise un tube Geiger qui nous apparaît de façon irisée. Ce tube est en effet composé de différents éléments détectant différents types de rayonnement:
  • les rayonnements bêta
  • les rayonnements gamma
  • les rayons X

Comme tout compteur Geiger, il n'est pas étonnant qu'il puisse émettre du son et on a même une prise audio sur le côté.



Pour rappel, les isotopes radioactifs sont dits instables. A une date inconnue, ils se désintègrent pour devenir plus stables en émettant un rayonnement.

Répartissons les différents isotopes naturels ou synthétisables sur un diagramme en fonction de leurs nombres de protons et de neutrons, dit diagramme de Ségré:
Image


On distingue trois principaux types de radioactivités spontanées
(ou naturelles)
:
  • les isotopes radioactifs
    bêta-moins
    , ici en bleus, sont instables et se désintègrent à une date inconnue en émettant un électron. L'instabilitée est due à un excédents de neutrons. Cette particule est le résidu de la transformation intranucléaire d'un neutron en un proton qui permet de donner un noyau plus stable, c'est-à-dire plus proche de la vallée de stabilité représentée ici en noir.

  • Les isotopes radioactifs
    bêta-plus
    eux, ici en orange, émettent un positon ou anti-électron, particule à la base de l'antimatière. Electron et positon s’annihilent lorsqu'ils se rencontrent. Cette particule est ici le reliquat de la transformation intranucléaire d'un proton en un neutron, l'instabilité de tels isotopes étant due à un excédent de protons.

  • Les isotopes radioactifs
    alpha
    , non détectés ici mais représentés en jaune, sont eux trop lourds. Il allègent donc leur noyau en éjectant un noyau d'hélium
    (2 protons, 2 neutrons)
    .

Les noyaux résultants de ces transformations sont souvent dans un état excité et évacuent leur excédent énergétique en émettant un rayonnement gamma. C'est donc un rayonnement non spécifique qui accompagne indifféremment les désintégrations radioactives précédentes.



Le capteur est ici alimenté par une pile 9Volts, dite pile plate japonaise:
2199


Mais, ce n'est pas un capteur analogique mais un capteur numérique! :bj:
C'est-à-dire qu'il transmet directement à la calculatrice de façon électronique la valeur mesurée, au lieu d'une tension représentative de cette valeur
(cas des capteurs analogiques, qui sont les plus répandus pour nos calculatrices)
.

Il se branche via un câble munie d'une prise mini-Jack, et de la prise British Telecom numérique:
2198


Toutefois, il n'est pas automatiquement détecté et il faut préciser à la calculatrice le type de capteur via les menus:
2197




Verdict:
2196


Bon ben zéro... bien que m'étant rapproché des centrales nucléaires par rapport à l'année dernière, je ne suis toujours pas dans une zone dangereuse! :bj:



Au prix de la disparition de certaines formules mathématiques, la radioactivité qui était jusqu'à l'année dernière étudiée en Terminale S en physique est désormais enseignée en Première S depuis l'année dernière.

Si c'est un thème qui te passionne, ou tout simplement pour comprendre et répondre, j'ai le plaisir de te proposer un programme de ma confection, un diagramme de Ségré interactif et couleur pour ta calculatrice TI-Nspire! :bj:
Image


Découvre ou redécouvre les types de désintégrations de chaque isotope ainsi que le
chemin emprunté vers la vallée de stabilité
. :D



Lien:

DiagrammeNZ
Image
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