Séparation d'isotopes

 

 

Le spectromètre de masse est un dispositif qui sert notamment à caractériser les isotopes d'un élément. Les atomes sont d'abord ionisés, puis ils pénètrent dans une zone où règne un champ magnétique uniforme. Leur trajectoire devient circulaire, de rayon r= m V 0 | q |B MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaWGYbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaWGTbGaamOvamaaBaaaleaacaaIWaaabeaaaOqaamaaemaabaGaamyCaaGaay5bSlaawIa7aiaadkeaaaaaaa@3A93@  où m est la masse de l'ion (en kg), V0 la vitesse de l'ion au point d'entrée A, q la charge de l'ion et B la norme du champ magnétique. Les ions arrivent enfin sur une surface tapissée de détecteurs qui évaluent le nombre d'impacts.

 

 

1. a. Représenter les lignes de champ dans le condensateur plan juste après la chambre d'ionisation.

b. Avec le branchement choisi, est-il possible d'accélérer des anions? des cations? des atomes?

 

2. a. Comment varie le rayon de la trajectoire avec la masse de l'ion formé? avec le nombre N de nucléons dans son noyau?

b. On utilise maintenant un branchement qui permet d’accélérer des ions porteurs d’une charge positive. Pour ces ions, donner l'expression de N connaissant la distance d'impact AC pour l'ion et la distance d'impact AC0 pour le proton 1 1 H MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaaMc8+aa0baaSqaaiaaigdaaeaacaaIXaaaaOGaamisaaaa@34EF@ .

 

3. Voici les résultats obtenus lors de l'étude du néon 10 Ne MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaaMc8+aaSbaaSqaaiaaigdacaaIWaaabeaakiaad6eacaWGLbaaaa@35DC@ .

Impact

1 1 H MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbwvMCKfMBHbqedmvETj2BSbqefeKCPfgBaebbnrfifHhDYfgasaacH8qrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaaiaacaGaaeqabaWaamaaeaaakeaacaaMc8+aa0baaSqaaiaaigdaaeaacaaIXaaaaOGaamisaaaa@34EF@

n°1

n°2

n°3

Distance d'impact (cm)

1,42

28,4

29,8

31,4

Nombre d'impacts

 

120,4

0,50

12,2

 

Pour chaque isotope du néon, déterminer:

a. son nombre de nucléons

b. son symbole?

c. son abondance en pourcentage.

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