Radioactivité

Radioactivité

Structure atomique

L'essentiel de la matière présente dans l'Univers est organisé en atomes, en ions, ou encore en molécules. Un atome possède un noyau composé de nucléons, il existe deux sortes de nucléons : les protons de charge électrique négative, et les neutrons qui sont neutres. Autour de ce noyau, sur différentes couches, sont disposés des électrons de charge électrique négative.

En radioactivité on se préoccupe du noyau uniquement.

Le noyau atomique est représenté par :

• Z = masse atomique ou nombre de protons
• A = nombre de masse ou nombre de nucléons ( = Z + N)
• N = nombre de neutrons (donc N = A - N)
• X étant le nom de l'espèce chimique

Notion d'isotopie : Deux noyaux sont isotopes s'ils ont le même nombre de protons mais pas le même nombre de nucléons.

Stabilité et instabilité

Il existe trois forces intervenant dans le noyau et permettant sa stabilité (en théorie) :

• Interaction gravitationnelle attractive entre les nucléons (comme la Terre avec la Lune), cette force est négligeable.
• Interaction électrique répulsive entre les protons (comme pour deux pôles nord de deux aimants, + et + = répulsion)
• Interaction forte : elle se manifeste que dans le noyau ayant une portée très courte de l'ordre du fentomètre, c'est elle qui assure la cohésion du noyau

C'est pourquoi il n'existe pas de "gros noyaux" stables car l'intéraction électrique l'emporte alors sur l'interaction forte.

Radioactivité

(Découverte en 1896 par Henri Becquerel)

Définition

Un noyau radioactif est un noyau instable dont la désintégration est aléatoire, au cours de cette désintégration il se transforme en un autre noyau. Un noyau père donne un noyau fils. La radioactivité correspond à une réaction nucléaire spontanée avec émission de rayonnement. Les désingrations radioactives sont : - aléatoires - spontanées - inéluctables - indépendantes de la combinaison chimique dans laquelle se trouve l'atome - indépendantes des conditions pression_température.

Loi de conservation (loi de Soddy)

Cette loi dit qu'il y a lors d'une désintégration radioactive :
- Conservation du nombre de nucléons : N₁=N₂+₃
- Conservation du nombre de charge : Z₁=Z₂+Z₃

Les différentes types de radioactivité

Radioactivité α

Cette radioactivité correspond à l'émission d'un noyau atomique d'Hélium :

Radioactivité β-

Cette radioactivité correspond à l'émission d'un électron :

Radioactivité β+

Cette radioactivité correspond à l'émission d'un positon:
Elle se manifeste par la transformation dans le noyau d'un proton en neutron

Radioactivité γ

L'émission &gamma (gamma) accompagne les différentes types de radioactivité. En effet, le noyau résultant d'une désintégration radioactive est dans un état énergétique excité. Pour revenir à son état fondamental, le noyau libère de l'énergie sous forme d'un rayonnement électromagénite gamma de très haute fréquence :

Décroissance radioactive

(en cours...)