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Depuis le
11 mars 2011, l’un des pires accidents nucléaires de l’histoire est en
cours à Fukushima, ville du nord du Japon. Des experts mandatés par les
états et les associations de défense de l’environnement sont chargés
d’étudier la contamination radioactive de la vie marine le long des
côtes japonaises.
Les résultats des premiers échantillons récupérés ont montré une forte
contamination du milieu marin par divers radionucléides. Dans un
premier temps, ce sont surtout les algues qui inquiètent car, comme les
champignons sur la terre ferme, elles concentrent fortement les
radioéléments comme notamment l’iode 131 pour l’algue Sargassum Horneri.
L’iode
131 est un isotope de l’iode. Piégé dans les eaux de ruissellement
ayant servi à refroidir les réacteurs en fusion, il est à l’origine de
la pollution de l’eau de mer à proximité de la centrale de Fukushima.
Rappeler la définition d’un isotope.
Deux isotopes possèdent le même numéro atomique Z mais des nombres de neutrons différents.
L’algue Sargassum Horneri contient naturellement l’iode 12753I .
Donner la composition de son noyau.
53 protons et 127-53 =74 neutrons.
Radioactif, l’iode 131 expulse lors de sa désintégration un électron 0-1e.
Quelle est la nature du rayonnement radioactif de l’iode 131 ?
L'émission d'un électron correspond au rayonnement ß-.
Pour écrire une équation de désintégration, on applique deux lois de conservation. Enoncer ces lois.
Le nombre de nucléons et la charge se conservent.
Recopier puis compléter l’équation de désintégration de l’iode 131 :
On donne : 12252Te ; 13154Xe ;
13153I ---> 13154Xe + 0-1e.
La période radioactive de l’iode 131 est T = 8 jours.
Rappeler la définition de la période radioactive.
La période radioactive est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par deux.
On dispose d’un échantillon d’algues Sargassum Horneri contenant une masse m0 = 4 g d’iode 131 à la date t = 0 s.
Quelle masse m d’iode 131 reste-t-il dans l’algue au bout de 32 jours ?
32 jours est égal à 4 périodes T.
La masse restante est égale à la masse initiale divisée par 24 : 4,0 / 24 = 0,25 g.
Au bout de combien de temps peut-on considérer que cet échantillon
est inactif ?
Au bout de 20 périodes, soit 160 jours, cet échantillon est inactif.
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Pression.
L’algue
Mozuku est récoltée tout au long du littoral japonais. C’est un aliment
qui contient beaucoup d'antioxydant, vitamines et minéraux. C’est une
sorte d’algue très fine, récoltée dans le haut-fond marin.
On rappelle que la loi fondamentale de la statique des fluides entre deux points A et B est exprimée par la relation :
Dp = pB - pA = ρ.g.h
Indiquer ce que représentent les grandeurs notées p, ρ et g. Préciser l’unité de chacune.
r : masse volumique kg m-3 ; h : diffrérence de niveau entre les points A et B exprimé en mètre.
g accélération de la pesanteur m s-2 ou N kg-1.
À la profondeur h où est récolté le Mozuku, la différence entre la pression de l’eau et la pression atmosphérique est : Dp = 1,51 x 105 Pa.
Calculer cette profondeur h.
Données : reau de mer = 1,03 x 103 SI ; g = 9,8 SI.
h = Dp /(rg) = 1,51 x 105/ (1,03 x 103*9,8) =14,95 ~ 15 m.
La pression de l’eau à cette profondeur est : pB = 2,52 x 105 Pa.
Calculer la force pressante F exercée par l’eau de mer sur le tympan de l’oreille du plongeur.
Son tympan a une aire S égale à 0,5 cm² et on rappelle que 1 cm² = 10-4 m².
F = pB S = 2,52 x 105 x 0,5 10-4 = 12,6 ~ 13 N.
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