Radon-démo : Détermination de la demi-vie du radon 220
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1 - Volet documentaire : caractéristiques du radon 220 Assignment... text LDdrawing LD
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  • Faites une recherche documentaire sur la radioactivité du radon 220 :
    • Ajoutez les documents utilisés (pdf ou adresses internet) dans l'onglet "Documents" de l'outil "Ressources".
    • Ajoutez un LabDoc texte (bouton bleu ld-type-text ci-dessus) dans lequel vous résumerez ces informations. 
  • Sur la table des nucléides ci-dessous, situez la position du radon dans le diagramme (Z,N). Quelle est le type de radioactivité émise ? 

Certaines activités ont été (partiellement) réalisées, vous pouvez les compléter.

    LD dessinTable des nucléides
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2 - Volet expérimental : mise en place du protocole Assignment... protocol LD
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Avant de faire la manipulation, établissez son protocole expérimental dans le LabDoc ci-dessous : 

  • Le protocole comporte 3 étapes AdT-step ordonnées chronologiquement et 9 actions AdT-action ordonnées alphabétiquement.
  • Placez les actions dans les étapes dans l'ordre que vous voulez, de façon à décrire votre protocole de manipulation.
  • Votre enseignant vérifiera le protocole avant la séance de manipulation.
    LD protocoleProtocole expérimental
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3 - Traitement des données et modélisation Assignment... text LDdataset LD
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Ajoutez un LabDoc "jeu de données" : 

  • Nommez 3 colonnes et renseignez les unités (menu "propriétés de la colonne...") comme suit :
    • t (temps) ;
    • coups (coups comptés par le compteur) ;
    • A (activité radioactive).
  • Reportez vos mesures et calculez l'activité radioactive
  • Tracez le graphique A = f(t) des points expérimentaux - mettez un titre explicite  
  • Modélisez les données expérimentales avec une fonction exponentielle décroissante  y = A ·e -xτ +A residuel  
  • Ajustez les paramètres A, τ et Arésiduel de manière à minimiser la valeur de σ (distance entre les points expérimentaux et votre courbe) 
    • pour forcer l'ajustement manuel des valeurs des paramètres, l'enseignant peut cacher le bouton d'ajustement automatique.

Pour une aide à l'utilisation du tableur, reportez vous aux pages 9 et 10 du manuel LabNbook (dans l'outil Ressources).

    LD donnéesTableau de données et graphique
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4 - Détermination de la demi-vie du radon 220 et discussion des résultats Assignment... text LD
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Dans le LabDoc "Interprétation des résultats expérimentaux", indiquez les valeurs de A, τ et Arésiduel déterminées expérimentalement à partir de l'ajustement du modèle mathématique. Calculez la valeur de demi-vie du radon 220.

Interprétez tous les résultats obtenus, en les discutants par rapport aux connaissances relevées dans votre étude documentaire. 

    LD texteInterprétation des résultats expérimentaux
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5 - Calcul d'un temps de décomposition de radon 222 Assignment... text LDcode LD
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Le radon 222 se décompose de la même façon que le radon 220, mais sa période de demi-vie est beaucoup plus longue : t1/2 = 3,823 jours. On rappelle que t1/2 = ln2 x τ.

Faites un programme qui calcule le temps nécessaire pour qu'un échantillon de gaz radon 222 passe d'une activité initiale à une activité choisie. Pour cela, utilisez un labdoc code :

  • En entrée de votre fonction, indiquez :
    • l'activité initiale Ai
    • l'activité finale Af
  • En sortie de votre fonction, affichez le temps nécessaire pour passer de l'activité initiale à l'activité finale. Dans le calcul, négligez le terme "activité résiduelle" Ar (due aux produits de décomposition du radon 222).

Répondez au problème suivant :

  • Dans une mine d'uranium, une fissure dans la roche a conduit à l'accumulation d'une grande quantité de radon 222 dans une galerie.
  • On prélève un échantillon de 1 L de gaz présent dans la galerie dont on mesure l'activité : A = 4,4 Bq.
  • Si la fissure est colmatée et la galerie confinée, calculez le temps qu'il faudra pour que le seuil de 300 Bq.m-3 soit atteint (niveau de référence maximal pour une habitation en France).
    LD codeCalcul du temps de décomposition d'un échantillon de radon 222
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Resources

Le radon est spontanément présent dans toutes les régions du globe. Sa concentration est plus élevée dans les régions uranifères, notamment granitiques et volcaniques. En France, le radon représente le tiers de l'exposition moyenne de la population française aux rayonnements ionisants.

Cette mission comporte :

  • un volet documentaire sur le radon,
  • un volet expérimental visant à déterminer la demi-vie du radon 220
  • et un volet simulation (Python) permettant d'estimer la durée de décomposition d'un échantillon de Radon 222.

Le rapport à écrire est constitué de 5 parties. Suivez le déroulement de la mission en consultant les consignes de chaque partie. La mission étant une mission "démo", certaines activités ont été (partiellement) réalisées.

Ci-dessous , vous trouverez des aides pour l'utilisation de LabNbook ainsi qu'une notice technique pour l'appareil de mesure.

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