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Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac

Décroissance radioactive : fiche de révision de Terminale

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La décroissance radioactive est la baisse du nombre de noyaux instables d'un échantillon, qui se poursuit jusqu'à ce que tous soient devenus stables.
  • Le nombre de noyaux suit une loi exponentielle : N(t)=N0 e−λtN(t)=N_0\,e^{-\lambda t}, où λ\lambda est la constante radioactive.
  • Le temps de demi-vie vérifie t1/2=ln⁡2λt_{1/2}=\dfrac{\ln 2}{\lambda} : il ne dépend que de l'isotope, pas de N0N_0.
  • Après nn demi-vies, il reste 12n\dfrac{1}{2^n} des noyaux ; après deux demi-vies, il reste 25 %, pas zéro.
  • L'activité décroît comme N(t)N(t) : A(t)=A0 e−λtA(t)=A_0\,e^{-\lambda t}.

L'essentiel à retenir

Au programme de Terminale, on étudie l'évolution temporelle d'une population de noyaux radioactifs. Les notions à maîtriser sont la constante radioactive, la loi de décroissance, le temps de demi-vie et l'activité. On doit aussi savoir établir l'expression de cette évolution, puis exploiter la loi et une courbe de décroissance 1.

La loi de décroissance et son établissement

La désintégration d'un noyau est un phénomène aléatoire. Sur un très grand nombre de noyaux, on observe pourtant une évolution régulière. Le programme demande de l'établir en résolvant une équation différentielle linéaire du premier ordre 1.

Démonstration · Établir $N(t)=N_0e^{-\lambda t}$

On modélise ainsi : entre tt et t+dtt+dt, le nombre de noyaux qui disparaissent est proportionnel au nombre de noyaux présents et à la durée dtdt. Le coefficient de proportionnalité est λ\lambda. On obtient l'équation différentielle

dNdt=−λN.\frac{dN}{dt}=-\lambda N .

Ses solutions sont de la forme N(t)=K e−λtN(t)=K\,e^{-\lambda t}, avec KK une constante. À t=0t=0, on a N(0)=N0N(0)=N_0, donc K=N0K=N_0 et

N(t)=N0 e−λt.N(t)=N_0\,e^{-\lambda t}.

Comme λ>0\lambda>0, la fonction est décroissante et tend vers 0 sans jamais l'atteindre : c'est une décroissance asymptotique 1.

Le temps de demi-vie

Démonstration · Lien avec $\lambda$

On cherche t1/2t_{1/2} tel que N(t1/2)=N02N(t_{1/2})=\dfrac{N_0}{2}. Alors N0e−λt1/2=N02N_0e^{-\lambda t_{1/2}}=\dfrac{N_0}{2}, soit e−λt1/2=12e^{-\lambda t_{1/2}}=\dfrac12. En prenant le logarithme népérien : −λt1/2=−ln⁡2-\lambda t_{1/2}=-\ln 2, d'où

t1/2=ln⁡2λ.t_{1/2}=\frac{\ln 2}{\lambda}.

Cette relation est bien celle donnée pour la période radioactive 3.

Méthode et exemple

Pièges classiques

Questions flash

4 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Un isotope a une constante radioactive λ\lambda. Quelle expression donne son temps de demi-vie ?

  2. Après deux temps de demi-vie, l'activité d'un échantillon d'un seul isotope est nulle.

  3. Un échantillon d'isotope pur a une demi-vie de 5 jours. Quel pourcentage des noyaux initiaux reste-t-il après 15 jours ?

  4. De quoi le temps de demi-vie d'un isotope donné dépend-il pratiquement ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi la courbe de décroissance n'atteint-elle jamais zéro ?

La fonction N(t)=N0e−λtN(t)=N_0e^{-\lambda t} est strictement positive pour tout tt : elle se rapproche de 0 sans le toucher, c'est une décroissance asymptotique 1. En pratique, le nombre de noyaux est entier, donc il finit par tomber à zéro, mais le modèle exponentiel décrit un très grand nombre de noyaux.

Comment passer de la demi-vie à la constante radioactive, et inversement ?

Utilise λ=ln⁡2t1/2\lambda=\dfrac{\ln 2}{t_{1/2}} et t1/2=ln⁡2λt_{1/2}=\dfrac{\ln 2}{\lambda} 3. Garde la même unité de temps pour les deux : une demi-vie en heures donne un λ\lambda en h−1\text{h}^{-1}. Vérifie l'ordre de grandeur : une grande demi-vie donne un petit λ\lambda.

Que faire si un énoncé donne une activité plutôt qu'un nombre de noyaux ?

L'activité suit la même loi exponentielle, avec la même constante λ\lambda : A(t)=A0e−λtA(t)=A_0e^{-\lambda t}. L'activité est divisée par deux au bout d'une demi-vie 3. Tu raisonnes donc exactement de la même manière qu'avec N(t)N(t).

Sources

  1. Ressources pédagogiques Éduscol - Décroissance radioactive et exponentielle, Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Décroissance radioactive, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Période radioactive, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

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