Radioactivité

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Dernière modification de cette page le 19 janvier 2016
Anglais : radioactivity
Espagnol : radioactividad
Étymologie : latin rădĭus rayon projeté par un objet lumineux, rayon de roue, épine, dard, le radius et actīvĭtās signification active
n. f. Phénomène spontané, découvert par Becquerel en 1896, au cours duquel un nucléide instable se transforme en un autre nucléide plus stable en même temps que sont émis des particules de haute énergie et des rayonnements électromagnétiques (photons, rayonnements X). Le caractère radioactif d'un nucléide peut-être caractérisé par sa durée de vie (demi-vie). Deux grandeurs sont à considérer en matière de radioactivité. L'une est l'activité d'une source de radiations, c'est-à-dire le nombre de désintégrations de noyaux atomiques par unité de temps. L'autre est la dose absorbée c'est-à-dire la quantité d'énergie déposée, par les rayonnements, dans la matière, particulièrement la matière vivante. Elle dépend de la nature des substances radioactives considérées et des conditions d'exposition. Il n'y a pas de relation simple entre ces deux grandeurs. L'activité d'une source radioactive se mesure en becquerel (Bq). Un becquerel correspond à une désintégration radioactive par seconde. La dose se mesure en gray (Gy), dose correspondant au dépôt de 1 joule dans 1 kilogramme de matière. En biologie, on s'intéresse à la dose efficace, exprimée en sievert (Sv), en multipliant l'irradiation en gray par un facteur Q dit "facteur de qualité", fonction de la nature de la radiation et de la radiosensibilité de l'organisme atteint (1 Sv = 1 Gy x Q).
On distingue trois types de radioactivité selon la nature des émissions: les radioactivités alpha, bêta et gamma. A ces phénomènes on peut ajouter celui de capture électronique qui suit les mêmes lois :
1- la radioactivité alpha (α), (anglais alpha radioactivity ou alpha decay, espagnol desintegración alfa ou decaimiento alfa) radioactivité caractérisée par l'expulsion d'un noyau d'hélium [math]{}^{4}_{2}\mathrm{He}[/math]2+ (ou hélion) composée de deux protons et de deux neutrons. Le noyau devient ainsi celui d'un autre élément chimique. Il en est ainsi du radium 228 (avec 88 protons et 140 neutrons) donnant le radon 224 (avec 96 protons et 138 neutrons) + 1 particule α. Les particules α ne pénètrent la matière que superficiellement et, pour les arrêter, il suffit d'une feuille de papier ou d'une couche d'air de quelques centimètres. Un élément qui émet un rayonnement α est toxique après contamination (ingestion) lorsqu'il est au contact des tissus ;
2- la radioactivité béta (-) (β-), (anglais beta (-) radioactivity ou beta (-) decay, espagnol desintegración beta (-) ou decaimiento beta (-)) radioactivité caractérisée par la transformation d'un neutron, contenu dans le noyau atomique, en proton avec émission d'un électron et d'un antineutrino. Le nombre de protons du noyau est ainsi augmenté d'une unité mais la somme protons + neutrons reste constante ; on dit qu'il s'agit de transition isobarique [par exemple neptunium 238 (93 protons, 145 neutrons) plutonium 238 (94 protons, 144 neutrons) + 1 électron et 1 antineutrino]. Les électrons émis constituent les rayons β ; ils sont plus pénétrants que les rayons α. Cependant ils sont arrêtés par un écran de plexiglas de 1 à 2 cm d'épaisseur ;
3- la radioactivité béta (+) (β+), (anglais beta (+) radioactivity ou beta (+) decay, espagnol desintegración beta (+) ou decaimiento beta (+)) , radioactivité caractérisée par la transformation d'un proton contenu dans le noyau atomique en un neutron avec émission d'un positron et d'une très petite particule, le neutrino ;
4- la radioactivité gamma (γ), (anglais gamma radioactivity ou gamma decay, espagnol desintegración gamma ou decaimiento gamma) émission de photons de haute énergie par un noyau atomique, phénomène qui suit les lois générales de la radioactivité. Se manifeste quand un noyau diminue légèrement de masse en émettant un photon de haute énergie, tout en conservant le même nombre de protons et de neutrons. Les photons ou rayons gamma sont émis lorsque les noyaux passent d'un niveau d'énergie excité à un niveau d'énergie plus bas. Ce phénomène est identique à celui qui caractérise un atome émettant de la lumière visible. Mais les énergies mises en jeu dans le noyau, donc dans les rayons gamma, sont environ un million de fois supérieures. Pour arrêter les rayons gamma, il faut un écran en plomb d'une épaisseur d'environ 15 cm. Un élément qui émet un rayonnement γ est toxique, à distance, par irradiation.

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