Le radon et ses effets néfastes bac Polynésie 09/07

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" Ce gaz radioactif et incolore, issu des entrailles de la terre, est la deuxième cause d'apparition du cancer du poumon, après le tabac.

Qu'est ce que le radon ? C'est un gaz radioactif, sans odeur ni couleur, présent à l'état naturel. Il est issu de la désintégration de l'uranium 238. On peut le trouver partout à la surface de la terre principalement dans les régions granitiques. Quelques notions de chimie : l'uranium 238 se transforme en thorium, puis en radium et enfin en radon.

Comment mesure t-on sa concentration ? On la calcule en Besquerel ( Bq) par m³ d'air. Le seuil de précaution est de 400 Bq /m³ et le seuil d'alerte de 1000 Bq/m³.

Pourquoi est-il dangereux ? Radioactif, le radon laisse des traces parfois indélébiles dans l'organisme. Son inhalation augmente le risque de contracter un cancer "

Données :

Z	92	91	90	89	88	87	86	85
symbole	U	Pa	Th	Ac	Ra	Fr	Rn	At
nom	uranium	proactininium	thorium	actinium	radium	francium	radon	astate

Le radon dont il est question dans le texte est le radon 222.

De l'uranium 238 au radon 222

Donner le symbole rt donner la composition d'un noyau d'uranium 238 :

²³⁸₉₂U

92 protons ; 238-92 = 146 neutrons.

écrire l'équation de désintégration. Montrer qu'il s'agit d'une désintégration a.

" l'uranium 238 se transforme en thorium"

²³⁸₉₂U --->^A₉₀Th + ^A'_ZX

La conservation de la charge s'écrit : 92 = 90 + Z d'où Z= 2 ( élément hélium He)

A' = 4 et la conservation du nombre de nucléons conduit à : A= 234

Une particule alpha est un noyau d'hélium ⁴₂He

Ecrire l'équation de cette désintégration ?

²³⁴₉₀Th--->^A_ZX + ⁰_-1e

La conservation de la charge s'écrit : 90 = -1+ Z d'où Z= 91 ( élément proactinium Pa)

La conservation du nombre de nucléons conduit à A=234.

²³⁴₉₀Th--->²³⁴₉₁Pa + ⁰_-1e

Montrer qu'une série de désintégrations alpha de l'uranium 234 conduit bien au radon 222.

²³⁴₉₂U --->²³⁰₉₀Th + ⁴₂He

²³⁰₉₀Th ---> ²²⁶₈₈Ra + ⁴₂He

²²⁶₈₈Ra --->²²²₈₆Rn + ⁴₂He

"Quelques notions de chimie : l'uranium 238 se transforme en thorium, puis en radium et enfin en radon ".

Il ne s'agit pas de chimie mais de physique nucléaire.

ör mesurer l'activité du radon dans une pièce, on prélève 120 mL d'air qu'on place dans une fiole où l'on a préalablement réalisé un vide partiel. La fiole est ensuite placée dans un détecteur qui compte le nombre total n_d de désintégrations a qu'on attribuera au seul radon 222. La durée de chaque comptage est Dt= 500 s.

La première mesure donne un nombre de désintégrations n_d0 = 68 désintégrations pendant D t. On recommence aussitôt une autre mesure, le résultat est n_d1=78 désintégrations.

Quel caractère de la désintégration radioactive est responsable de cet écart ?

Aléatoire : il est impossible de prévoir l'instant où va se produire la désintégration d'un noyau radioactif.

Tracer la courbe donnant n_d=f(t) et en déduire le temps de demi-vie du radon 222.

La durée du comptage Dt est-elle adaptée à l'étude du radon 222 ?

La durée du comptage est très inférieure à la demi-vie du radon 222. En 500 s le nombre de noyaux de radon 222 n'a pas le temps de varier.

La durée du comptage est donc adaptée.

Déterminer l'activité de l'échantillon à la date t=0, c'est à dire lors du prélèvement.

L'activité, exprimée en becquerel ( Bq) est égale au nombre de désintégrations se produisant en une seconde.

A₀ =n_d0/Dt=73/500 = 0,15 Bq ( 0,146)

 La concentration en radon 222 dans la pièce où l'on a éffectué le prélèvement est-elle dangereuse ?

120 mL = 0,12 L = 1,2 10^-4 m³.

0,146 / 1,2 10^-4 = 1,2 10³ Bq /m³.

Cette valeur est supérieure au seuil d'alerte : donc il y a danger.