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radioactivité : calcul de masse

Posté par
marlne
03-11-09 à 17:46

bonjour, j'ai un dm a faire et je bloque sur une question.
c'est un exercice sur la datation des roches par la méthode potassium-argon.
l'énoncé est : lors d'une éruption volcanique, la lave au contact de l'air perd l'argon 40 : c'est le dégazage. A la date de l'éruption la lave ne contient donc plus d'argon. un échantillon de basalte de 1kg montre qu'il contient : 1.4900mg de potassium 40 et 0.0218mg d'argon 40.

j'ai comme données : M(argon) = M(K40) = 40u
1u = 1.66*10^-27kg

je ne sais vraiment pas comment on peut trouver la mase de potassium 40 susceptible de se désintégrer en argon 40 à la date de l'érruption volcanique.

merci d'avance si vous pouver m'aider !

Posté par
yellowsubmarine
Re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 10:04

Bonjour. Je suis en terminale S. J'ai le même exercice à faire en physique pour le jeudi 5 novembre. Je bloque aussi sur cette question mais j'ai quand même une petite idée, si ça peut t'aider... Voici ce que j'ai commencé à écrire :
m(K40) = m(noyau K40) x N0 = M(K40) / NA x N0    (avec NA : nombre d'Avogadro et N0 le nombre initial de noyaux contenus dans K40).
Mais après je bloque...
Si tu as réussi cette question entre temps, merci de me contacter =)

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:09

bonjour, je pence que tu as raison pour la question , je pence que ta formule est bonne, mais où est ce qu'on a N0 ?

moi jai la réponse car l'exercice est corrigée si tu ve vérifier
: m = 1.5118mg

merci bocou deja pour ça !

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:10

finalment jai trouver No mai je ne trouve pas le bon résultat..

Posté par
yellowsubmarine
Re 04-11-09 à 17:14

Justement je ne trouve pas N0... :s  Comment as-tu fait stp?
Oui j'ai également la correction à la fin de mon livre ^^ Mais ils donnent seulement le résultat final, ce qui n'aide pas beaucoup...

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:21

on à le même problème alors ^^!!
dans le livre a la page 84 : il disent que le nonbre de noyaux radioactifs :
N(t) = No * e^-lambda*t

mai moi jai fait N = A-Z et je pence que ce n'est pas ça, c'est pour ça que je ne trouve pas le bon résultat!

Posté par
yellowsubmarine
Re 04-11-09 à 17:27

Non en effet, ce n'est pas bon ce que tu as fait.

N(t) = No * e^-lambda*t : le N(t) ça représente le nombre de noyaux à une date t, tandis que N = A - Z c'est pour trouver le nombre de neutrons. Donc ce n'est pas le même N.

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:37

oui c'est ce que je me suis rendu compte après..je vais essayer de voir comment on peut trouver le nombre de noyaux dans K40 a l'état initiale

Posté par
yellowsubmarine
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:44

D'accord. Normalement, nous corigeons cet exercice demain en cours. Si ton dm est à rendre pour la semaine prochaine, je pourrais te dire comment on a fait pour résoudre cette question.

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:45

c'est super gentil mais je doit le rendre demain..

Posté par
yellowsubmarine
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:49

Ah désolée alors...
Mais cet exercice a l'air difficile car on est nombreux dans ma classe à être bloqués sur la même question. Et ce qui est dommage, c'est qu'on a besoin de cette question pour répondre à la suivante... Enfin, heureusement que notre prof ne nous l'a pas donné en dm !
En tout cas bonne chance !

=)

Posté par
marlne
re : radioactivité : calcul de masse 04-11-09 à 17:58

ce n'est pas grave merci beaucoup quand même! j'ai peut être trouvé la réponse sur un autre site, je t'envoi quand même une copie si tu as le courage ^^!

Au moment de l'éruption, le même échantillon contenait n0 noyaux de K40 et rien en Ar40 qui a dégazé au moment de l'éruption. On ne connaît pas n0 a priori, on le calculera.
Le temps passe et il s'est écoulé un temps T depuis l'éruption. Le K40 s'est désintégré selon la loi habituelle
n = n0 exp(-lambda . t) où t est le temps courant compté à partir de l'éruption.
On sait que au bout du temps tau, demi-période radioactive, il ne reste que la moitié des noyaux, donc :
n0/2 = n0 exp(- lambda.tau)
Pas trop dur d'en déduire que lambda = Ln(2)/tau
tau est connu (1.3*10^9 ans), donc lambda aussi.
Revenons à notre échantillon. Pendant le temps T entre l'éruption et aujourd'hui, le nombre de noyaux de K est devenu :
n1 = n0 exp(-lambda.T), que, histoire d'alléger un peu, je vais écrire :
n1 = n0.d où d (taux de survie) vaut exp(-lambda.T)
lambda est connu, n1 aussi mais ni n0 ni T
Il s'est donc désintégré n0-n1 noyaux de K40 pendant le temps T entre l'éruption et aujourd'hui. Chaque désintégration a produit un noyau d'argon qui est resté là, donc
n2 = n0 - n1 = n0 (1 - d)
J'écris donc le bilan :
n1 = n0 . d
n2 = n0 (1 - d)
d = exp(-lambda.T)
On connaît
n1 = 4.45*10^19
n2 = 1.29*10^17
On connaît lambda = Ln(2)/tau car tau est connu = 1.3*10^9 ans
On en déduit d = n1/(n1+n2) et ensuite T.

merci!!



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