Étonnant thorium !

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ecolami
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Étonnant thorium !

Messagepar ecolami » 20 Avr 2011, 17:35

Bonjour,
J'ai été voir le lien proposé http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ et j'ai été voir le Thorium.
Je crois que c'est l'élement qui possède la plus longue durée de demi-vie pour l'un de ses isotopes 232 avec 14 Milliards d'années a opposer a celui Th 233m qui a la plus courte durée de vie de 50 Milliardièmes de secondes (??)
Accessoirement j'ai du mal à comprendre comment on a pu déceler une radioactivité aussi dérisoire pour celui à 14 Milliards d'Années...
Dernière édition par ecolami le 29 Sep 2011, 17:03, édité 1 fois.
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Re: Étonnant thorium !

Messagepar darrigan » 21 Avr 2011, 00:21

Très bonne remarque !
Pour ceux qui ne voient pas le problème, on peut reformuler ainsi : quelle chance y a-t-il d'observer la décomposition de cet isotope, vu son temps de demi-vie ?
Car même si le temps au bout duquel il se désintègre est aléatoire, imprévisible, et peut donc être court, statistiquement on a peu de chance de l'observer... 14 milliards, c'est l'âge de l'univers observable ! Comment a-t-on pu mesurer ce temps ?!

Est-ce que ce temps de demi-vie pourrait être une estimation ? A mon avis c'est plutôt ça. Mais les articles de référence sont payants...
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Re: Étonnant thorium !

Messagepar Moulin » 21 Avr 2011, 09:53

Cher Darrigan

Ton interrogation est : comment on a pu déceler une radioactivité aussi dérisoire pour celui à 14 Milliards d'Années ?

J'ai 4 grammes de thorium, qui me donnent en moyenne 44 coups dans le compteur Geiger a la minute (au lieu des 7 qui sont dus a la radioactivite ambiante), en cherchant quel type de radioactivite est en cause (beta ou gamma) les helions ne passant pas la barriere que constitue la coque qui entoure le tube de geiger, et avec le nombre d'Avogadro on sait combien d'atomes sont contenus dans ces 4 grammes de Th(NO3)4 et on doit pouvoir savoir au bout de combien de temps par une regle de trois la moitie des atomes seront desintegres.

meilleures amities


J-P Moulin

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Re: Étonnant thorium !

Messagepar darrigan » 21 Avr 2011, 10:04

Cher Moulin, mais comment peux-tu savoir qu'il s'agisse bien du 232Th ? Ton échantillon contient peut-être un autre radioisotope plus instable, non ? :-/
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Re: Étonnant thorium !

Messagepar ZeBill » 21 Avr 2011, 10:35

Bonjour,

Effectivement, la méthode est bien celle décrite par J-P Moulin (bien le bonjour à vous en passant, il est toujours aussi plaisant de vous lire). Très justement il suffit d'éliminer les contributions parasites.

Le cas s'est présenté pour le Bismuth 209 (209Bi) réputé stable dans le tableau pré-cité, mais qui ne l'est pas! Je vous renvoie vers un article intéressant sur le sujet ici

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Re: Étonnant thorium !

Messagepar darrigan » 21 Avr 2011, 13:13

ZeBill a écrit :Je vous renvoie vers un article intéressant sur le sujet ici

Intéressant en effet !
Tiens au passage, je pense qu'il y a une coquille dans cet article :
la période radioactive de 209Bi devait être supérieure à 21 018 ans ! Une période si longue (près de 400 millions de fois l'âge de la Terre…)

... il s'agit sûrement de 2.1018 ans... (pour être une durée d'environ 400 millions de fois l'âge de la Terre.
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Re: Étonnant thorium !

Messagepar ecolami » 22 Avr 2011, 00:58

darrigan a écrit :Cher Moulin, mais comment peux-tu savoir qu'il s'agisse bien du 232Th ? Ton échantillon contient peut-être un autre radioisotope plus instable, non ? :-/

Bonjour,
Effectivement cela met en évidence un problème ardu: comment savoir devant un produit radioactif QUELS isotopes il contient et quels seront les rayons émis. Evidemment on pourrait penser qu'il suffit de consulter le site américain sur les isotopes mais ce serait occulter la question "Comment as-t-on pu faire des mesures aussi précises sur des mélanges d'isotopes dont on ne peut le plus souvent pas isoler les différents constituants
Une autre remarque sur les énergies citées dans les tableaux: étant donné leur variabilité on comprend mieux combien il est difficile d'apprécier les effets sur la santé.
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Re: Étonnant thorium !

Messagepar ZeBill » 22 Avr 2011, 11:16

Bonjour,

Bien vu Clovis pour la faute typographique! Effectivement l'erreur commise est considérable!

Pour la détermination du rapport isotopique d'un composé on peut raisonnablement se baser sur son "spectre" d'émission: la théorie permet de déterminer à priori le type et l'énergie des rayonnements de chaque isotope. La mesure des rayonnements et de l'énergie de ceux-ci permet alors de déduire le rapport isotopique de l'échantillon à tester.

Quoiqu'il en soit la mesure n'arrive qu'en dernier, juste pour valider (ou infirmer) la théorie. Dans le cas où l'on observe un écart (type de rayonnement non prévu, énergie non correcte), il y a lieu d'identifier les sources d'erreur possibles et éventuellement revoir la théorie.

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Re: Étonnant thorium !

Messagepar Moulin » 24 Avr 2011, 09:54

Chers Amis.

Vous avez bien sur raison : le nombre d'impulsions que delivre un tube de geiger est fonction du pourcentage des differents isotopes et de leur demie vie si la composition isotopique est relativement stable dans le temps (isotopes a longue duree de vie)
Si certains isotopes ont une duree de vie courte il faut en plus tenir compte de la variable temps car un isotope ca en donner un autre qui a lui meme a sa demie vie.

Mais cette objection methodologique n'a pas d'importance ici pour deux raisons:

J'ai pris le Pascal edition de 1963, tome IX, page 1007 et 1008.
Il y est dit que le thorium 232 est le constituant presque exclusif du thorium naturel et pour cause car on peut lire aussi que le thorium a 12 autres isotopes qui ont tous de demies vies de l'ordre de la seconde ou de la minute sauf le thorium 229 qui a une demie vie de 7340 ans a 16 ans pres, alors que le thorium 232 aune periode de 1,39 10^10 ans. Je doute ou meme je suis sur que les gens qui fabriquent des electrodes de soudure au tungstene thorie utilisent le thorium naturel et non des residus de reactions nucleaires, de toute facon la mesure que j'ai faite indique qu'on a affaire a du thorium naturel.

Deuxieme argument, il s'agit de montrer que cet isotope une une demie tres longue, si il y a un autre isotope a duree de vie bien plus courte, il va minorer la mesure de la demie du melange isotope a demie vie tres longue/ isotope a demie vie plus courte et donc les 44 coups minutes en moyenne e l'echantillon de 4 grammes de Th(NO3)4 est une estimation inferieure a la demie vie de l'isotope a dure de vie la plus longue, mais cette cause d'erreur est negligeable vue les disproportion gigantesques entre le demie vie du thorium 232 et les autres isotopes de ce metal.

Par contre ces objections m'ont fait reflechir et il y a une cause de majoration de la demie vie des isotopes en general dans mes mesures : Le tube geiger est au dessus de l'echantillon, le rayonnement beta et gamma du thorium est isotrope et donc le detecteur ne detecte que les particules se trouvant entre l'echatillon et lui, dit en termes plus scientifiques, l'angle solide (omega) sous lequel est vu le tube geiger par l'echantillon est une fraction de l'angle solide total de 4 pi steradian. La mesure doit etre donc multipliee par le rapport omega/4 Pi qui est une fraction de l'ordre de 20% peut etre. Donc a priori j'obtiens une demie vie 5 fois plus longue que la demie vie reelle par cette "mesure".
Donc, ce type d'erreur majore la mesure dans le rapport 4 Pi/omega.

Je ne parle pas de la soustraction du bruit de fond radioactif que est ici de 7 a 9 coups minutes qui lui majore la demie vie de l'isotope si on ne fait pas la soustraction.

Quand on cherche a cerner la realite en faisant des mesures, les choses les plus simples me paraissent bien ardues.

J'ai realise alors combien Marie et Pierre Curie et Debierne le chimiste ont du reflechir et ramer pour etablir leur resultats, au debut ils n'avaient, je pense, que des electrometres a feuille d'or dont ils calculaient le temps de decharge, l'electrometre est peut etre un instrument de mesure performant d'ailleurs. Ils ne connaissaient pas la radioactivite artificielle par ailleurs.

Meilleures amities.

J-P Moulin

PS : J'ai une dizaine de gramme d'acetate d'uranyle utilise pour caracteriser l'ion sodium en asnalyse qualitative minerale (reactif de Blanchetiere) et ce reactif est si ancien qu'il date du temps ou les sels d'uranium pour laboratoire provenaient de la mine et non des filere d'enrichissement qui donne de l'uranium appauvri dont on a fait les obus de la guerre d'Irak numero , j'ai donc le melange des isotopes 235 et 238 et j'ai le souvenir que le compter geiger crepitait beaucoup plus, une centaine de coups minutes pour donner une idee.

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Re: Étonnant thorium !

Messagepar ecolami » 25 Avr 2011, 01:03

Bonsoir Moulin,
Je trouve ta remarque aussi pertinente qu'importante: il est vrai que lors de l'usage d'un tube Geiger on ne pense pas à priori a tenir compte de l'angle solide et des teneurs en autres isotopes.
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