Expérience liée à la décroissance
Ne pouvant pas mesurer l'activité radioactive d'un échantillon, par manque d'infrastructures mais surtout par manque d'expérience ce qui est compréhensible, nous avons essayé de trouver une expérience qui explique la radioactivité ou un de ses aspects... comme la décroissance radioactive !
Protocole expérimental
L'instant de désintégration d'un élément radioactif ne peut pas être prévu à l'inverse de sa probabilité de désintégration par unité de temps qui est une constante connue.
On pourrait assimiler cette affirmation à un lancer de dés ; en effet, on ne ne peut pas prévoir le nombre de lancers nécessaires avant d'obtenir la face "un" au contraire de sa probabilité qui est connue : p = 1/6.
La courbe correspondant à la loi de décroissance radioactive peut donc êre obtenue en évaluant le nombre de faces "un" tirées en fonction de lancers.
On dispose de 20 dés et on effectue un premier lancer à la sortie duquel on élimine les faces "un" s'il y en a ; ce nombre représente les noyaux ayant subi une désintégration.
On note le nombre de dés restants dans un tableau et ainsi de suite jusqu'au dixième lancer. On recommence cette série de lancers 30 fois puis on rassemble tous les résultats dans un seul et même tableau. On effectue au total 300 lancers ; il ne faut donc pas être pressé d'en finir... Le tableau obtenu est le suivant :
Interprétation
Au vu des résultats et de l'allure de la courbe obtenus, on en conclue que c'est donc le hasard qui régit la sortie des faces "un".
Le résultat du dé voisin n'est pas influencé par la sortie d'une face "un". Comme les lancers de dés sont indépendants les uns des autres, le nombre moyen de dés ayant sorti la face "un"est N*p = N/6 avec N, un lancer. Celui-ci va statistiquement diminuer au cours d'une période Δt =1, de N/6 (ΔN/Δt = - N/6). Si l'on représente la courbe théorique N = 600 e -t/6, on remarque que les deux courbes se superposent : elles donnent toutes deux les variations du nombre des N en fonction du temps.
Pour passer d'une population de 600 individus à 300; de 500 à 250... le temps nécessaire est de t = 4.
En conclusion, le temps caractéristique de la décroissance radioactive est le temps nécessaire pour passer d'un nombre N à N/2.
