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Activité massique de l'uranium naturel

Posté par
Hak22
13-09-13 à 13:53

Voila je bloque un peu sur cette exercice :

a) En utilisant les données numérique du Tableau calculer l'activité massique (Bq/g) de l'uranium naturel, chimiquement pur, pour lequel on considère les fractions isotopiques suivantes :

5,5x10-3% U(234)
0,72% U(235)
99,2745% U(238)

Tableau : T (U234) = 2,455x105an
          T (U235) = 703,8x106an
          T (U238) = 4,468x109an

J'ai calculer la valeur de \lambda = 2,824x10-6an-1 = 8,954x10-14s-1
Je sais que l'activité est relié au nombre de noyaux. Je trouve donc pas comment je pourrais avoir le nombre de noyaux initiaux N0 pour chaque fractions isotopique (si mon raisonnement est bon).

b) Peut on négliger la très faible proportion d'uranium 234?

Je dirais non vu que sa periode est la moin grande sa proba de désintégration est donc la plus importante. On ne peut donc pas le négliger malgrès sa faible proportion.

c) D'ou provient l'U(234) présent dans l'uranium naturel?
Retrouver la valeur numérique de la fraction isotopique d'uranium 234

Il provient de la chaine de désintégration de l'U238


Voila je met l'exercice en entier mais c'est vraiment le a) qui m'empeche de le demarrer pour l'instant.
Merci encore.

Posté par
Moustikipic
re : Activité massique de l'uranium naturel 14-09-13 à 09:49

Commençons par la 1re question :
Peux-tu exposer ton raisonnement ? Je trouve un de l'ordre de 10-17s-1.

Ensuite on te demande de trouver l'activité massique de l'uranium en Bq/g.
C'est ici le rapport N0/méchantillon qui est alors en cause, et qui vaut 1/matomique U narurel, indépendant de la quantité N0 de noyaux de départ.

Posté par
Hak22
re : Activité massique de l'uranium naturel 14-09-13 à 13:03

Alors j'ai avancé sur la 1re question voici mon raisonnement:

Pour U(238)
    NU238= (m/M)x Na
            =(1/238)x6,022.1023
            =2,53.1021noyaux

    \lambda = ln2/T= 1,551-10an-1
    \lambda= 4,920.10-18s-1
  
    a= \lambdax NU238
    a=4,920.10-18 x 2,53.1021noyaux
    a=12kBq

Meme raisonnement pour les deux autres isotope:

Pour U(234)
      a= 230Mbq

Pour U(235)
      a= 80kBq

Donc pour l'activité total:

  a= [(5,5.10-3/100) x 230.106] + [(0,72/100)x(80.10)3]+ [(99,2745/100)x12.103)]

Donc a= 25138 Bq/g

Est-ce juste?

Posté par
Moustikipic
re : Activité massique de l'uranium naturel 14-09-13 à 18:46

Citation :
NU238= (m/M)x Na
            =(1/238)x6,022.1023
            =2,53.1021noyaux

La quantité d'atomes radioactifs est inconnue et rien dans l'énoncé ne te permet de le déterminer. D'ailleurs elle n'est pas utile pour déterminer l'activité massique qui est ici une propriété intrinsèque de l'uranium (indépendant de sa quantité !).
De plus pour la calculer tu supposes une masse = 1kg d'uranium ce qui est totalement arbitraire !

Tu calcules la constante radioactive pour chaque isotope, d'accord.
A partir de là pourquoi ne pas calculer une constante pour l'uranium à l'état naturel ?

Quelle est l'expression générale de l'activité d'un échantillon radioactif ? Que signifie-t-elle ?
Et l'activité massique alors ?

Une fois que tu auras répondu à ces questions ce sera beaucoup plus facile. Si tu as un souci quelque part, n'hésite pas à me montrer où ça coince. Bon courage !

Posté par
Hak22
re : Activité massique de l'uranium naturel 15-09-13 à 18:35

Alors après avoir calculer les diffèrents  \lambda
Je trouve  \lambda pour l'uranium naturel

          \lambda U = 8,954.10-14s-1

L'activité massique revient a :
       A=(Na/M)x  \lambda

Mais j'ai un soucis pour déterminer M (Masse molaire) de l'uranium naturel...
Est-ce la somme des pourcentages des masses molaires des différents isotopes?
Merci!

Posté par
Moustikipic
re : Activité massique de l'uranium naturel 15-09-13 à 20:31

Encore une fois peux-tu donner ton raisonnement pour la 1re partie ? Je trouvais qqch de l'ordre de 10-17s-1
L'expression de l'activité massique est bonne néanmoins.
Oui pour la masse molaire, il faut celle de l'échantillon naturel et pas celle d'un isotope particulier.
Bon courage.

Posté par
Hak22
re : Activité massique de l'uranium naturel 15-09-13 à 21:16

J'ai trouvé mon erreur pour \lambda je trouve :
       \lambda U= 1,003.10-17s-1

Enfin Amassique= (6,002.1023/237,98)x \lambda
                          = 25380 Bq/g

Juste?

Posté par
Moustikipic
re : Activité massique de l'uranium naturel 15-09-13 à 21:37

A une petite erreur près sur le nombre d'Avogadro, c'est juste.
Pense également à ne pas mettre trop de chiffres significatifs.



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