La Radioactivité
La transformation
spontanée d'un élément en un autre s'appelle la radioactivité. Elle peut être
dangereuse à cause des rayonnements qu'elle émet. Des éléments instables telles
que l'uranium ou le radium sont souvent associés à la radioactivité.
Définition: La
radioactivité est une transmutation spontanée d'un atome en un autre atome avec émission de rayonnement.
Histoire
C'est en 1896 qu'Henri Becquerel découvrit sans le savoir la radioactivité.
Lors d'une des ses expériences sur la phosphorescence, il essaya de mettre des
sels d'uranium sur une plaque photographique vierge. Tout ça dans une salle
noire, il fit développer cette plaque. Et là, à sa surprise, il découvrit que
la plaque avait été impressionnée sans avoir été exposée à la lumière.
En 1898, Marie Curie découvrit que le pechblende, un minerai uranifère émettait
plus de rayonnement que l'uranium lui-même. En travaillant deux ans sur des
tonnes de ce minerai, elle réussit à isoler quelques milligrammes de radium. De
cette particule vint le nom de "radioactivité".
Durant les années
1920, une mode de porter des amulettes contenant du radium a commencé. Le
radium était censé avoir des vertus thérapeutiques comme tonifiant. Le port de
ces amulettes a fait beaucoup de morts dans les années 1930 ce qui a finalement
fait passer cette mode.
Les rayonnements
La radioactivité est caractérisée par le type de rayonnement qu'elle émet. On
compte ainsi trois types de radioactivité : alpha, beta et gamma
Alpha
Les rayonnements alpha sont arrêtés par 6 cm d'air. Ils sont constitués
de deux neutrons et de deux protons soit un noyau d'hélium, ou une fraction du
noyau de départ (mais plus radioactif). Les rayonnements alpha sont donc
chargés positivement.
un noyau d'hélium
(positif).
Beta
Ces rayonnements sont un peu plus agressifs que les rayonnements alpha. Il sont
arrêtés par une feuille d'aluminium. Commes ils sont composés essentiellement
d'électrons ils sont alors chargés négativement.
On découvrit plus tard que ce rayonnement pouvait être composé de positrons
(électrons à charge positive). Dans ce cas-là on parle de rayonnement b+.
Rayonnement beta
constitué d'un électron (négatif)
Gamma
Le rayonnement gamma est le plus pénétrant des trois. Constitué seulement de
photons de haute énergie, il peut traverser une épaisse planche de bois. Ce
rayonnement se crée au niveau des nucléons : lorsqu'un nucléon passe dans les
couches plus internes du noyau (moins énergétiques), il émet son énergie excédentaire
sous forme de rayon gamma.
Ces rayonnements
ne sont jamais émis ensemble. Ils dépendent du noyau et de la réaction
utilisée.
Émission de
rayonnement Gamma sous forme de photons énergétiques
Par exemple, l'Uranium-238 radioactif émet un rayon alpha et perd
donc 4 nucléons (2 protons + 2 neutrons): il se transforme donc en Thorium-234 (uranium-238
avec 4 nucléons en moins).
Radioactivité
naturelle et artificielle
La radioactivité est la transformation d'un atome en un autre atome avec
une émission de rayonnement.
La radioactivité n'a pas été inventée par l'homme, elle existe depuis la nuit
des temps. Les éléments radioactifs ont une période radioactive qui détermine
au bout de combien de temps ceux-ci vont se désintégrer.
Le Tellure 128, a une période radioactive équivalente à 100 000 milliards
de milliards de fois l'âge de l'univers... De quoi donner le tournis.
Des éléments radioactifs sont présents naturellement dans le sol telles que le Radium,
le Thorium ou l'uranium.
Mêmes si ils sont présents naturellement sur Terre, ces éléments peuvent êtres
enrichis : c'est le cas de l'uranium que l'on utilise dans les centrales
nucléaires.
Des éléments radioactifs peuvent toutefois être créés. Dans ce cas-là ils sont
souvent très lourds et très instable et ont donc une durée de vie assez
courte.
Utilisation
L'utilisation la plus connue de la radioactivité est bien sur la centrale
nucléaire. Là-bas, on y fissionne généralement des atomes d'uranium-235.
Les deux noyaux formés ont une masse inférieure a celle du noyau initiale.
Grâce a la formule qui relit la masse et l'énergie de Einstein (E=MC2), on en
déduit que la masse manquante s'est transformée en énergie. C'est cette énergie
qui est exploitée dans les centrales nucléaires.
Centrale nucléaire.
Les fumées ne sont pas radioactives
Un autre exemple
de l'utilisation de la radioactivité est la datation au carbone-14. On en
entend beaucoup parler dans les émissions qui concernent l'archéologie.
Le principe est simple, tant qu'un être est vivant, il absorbe une certaine
quantité de carbone-14 (élément radioactif) présent naturellement dans l'air. A
sa mort, cette inhalation se stoppe.
C'est en calculant le taux de carbone-14
qui ne s'est pas encore désintégré que l'on peut estimer assez précisément à
quand remonte l'objet. Cette datation ne marche que sur les objets qui ont un
âge inférieur à 50 000 ans (période radioactive du carbone-14).
Qu'est-ce que la désintégration ?
Certains noyaux d'atomes instables ont la particularité de
pouvoir se désintégrer spontanément en émettant des particules ou des
rayonnements. Beaucoup d'applications de cette propriété ont été trouvées : la
centrale nucléaire, la datation d'objets anciens, l'armement etc.
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