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Rêves Vision
Terminale STI2D Bonus premium

La demi-vie d'une source dans un capteur

Énoncé

Un détecteur de fumée à chambre d'ionisation utilise une petite source dont l'activité décroît avec le temps selon la loi N(t)=N0eλtN(t) = N_0\,e^{-\lambda t}, où N0N_0 est l'activité initiale, tt le temps (en jours) et λ=0,05\lambda = 0{,}05 par jour la constante de désintégration. La demi-vie t1/2t_{1/2} est le temps au bout duquel l'activité est divisée par 22. a) Exprimer la demi-vie t1/2t_{1/2} en fonction de λ\lambda, puis la calculer. b) Le capteur doit être remplacé quand l'activité tombe à 10%10\,\% de sa valeur initiale. Déterminer au bout de combien de jours cela se produit, et le comparer à la demi-vie.
Besoin d'un coup de pouce ?
  1. Pour la demi-vie, traduis « l'activité est divisée par 2 » par l'équation N(t1/2)=N02N(t_{1/2}) = \dfrac{N_0}{2}, puis remplace N(t1/2)N(t_{1/2}) par son expression.
  2. Dans chaque cas, commence par simplifier par N0N_0 (il est non nul) : l'équation ne dépend alors plus de l'activité de départ, seulement de tt.
  3. Une fois ramené à eλt=ke^{-\lambda t} = k (avec k=0,5k = 0{,}5 puis k=0,1k = 0{,}1), applique ln\ln aux deux membres et souviens-toi que ln ⁣(eλt)=λt\ln\!\left(e^{-\lambda t}\right) = -\lambda t. Pour finir, t=ln(k)λt = \dfrac{-\ln(k)}{\lambda}.
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