RADIOACTIVITé

-radioactivité

La radioactivité est l'ensemble des phénomènes recouvrant les émissions de particules pour un corps. Elle peut être naturelle ou provoquée.

Diverses grandeurs sont utilisées pour son étude :

1.ACTIVITÉ PARTICULAIRE SPÉCIFIQUE

L'activité particulaire est (fd) la fréquence de transformation ou de désintégration de certaines particules d’un corps en mutation

-elle acquière plusieurs noms, selon les éléments en cause de transformation, à savoir activité de désintégration (fd) ou fréquence de transformation ou fréquence du phénomène ionisant ou activité particulaire ou radioactivité ou fréquence de désintégration

C'est toujours un nombre de désintégrations particulaires obtenu en un temps donné

Attention : on trouve parfois l'activité nommée vitesse de désintégration, ce qui est impropre, car vitesse implique un déplacement  et ce n’est pas le cas ici, où il n'est question que de disparition de particules en un certain temps>>> donc l'activité est bien une fréquence, pas une vitesse

Equation aux dimensions  T-1       Symbole  : fd        Unité S.I.+ : s-1

Par exemple l'activité moléculaire -ou flux de particules (fp)- est le nombre de molécules impliquées en un temps donné, dans des conditions optimales, pendant la mutation d'un corps.

 

2.RADIOACTIVITÉ PROPREMENT DITE (ou constante radioactive)

C'est un cas particulier de l’activité ci-dessus, c’est à dire un nombre de désintégrations de noyaux par unité de temps (débit de particules)

Dimensions structurelles : T-1       Symbole : fp

Unité usuelle = Becquerel (Bq) qui vaut 1 désintégration par seconde

Le Curie (Ci) était l’ancienne unité et valait 3,7.1010 Bq et le Rutherford, unité utilisée en pays anglo-saxons vaut 10Bq

Attention : Il n’y a pas lieu de dire "Becquerels par seconde" qui est un pléonasme, car le mot Becquerel implique déjà les mots "par seconde"

f/ t        fp(s-1)= fréquence de désintégration (radioactivité) d’un corps ionisant, qui émet n particules en t secondes

L'activité fp est considérée très faible (si < 10² Bq)--faible (entre 10et 10Bq) -moyenne (entre10et 10Bq) --et forte (si > 10Bq)

 

3.RADIOACTIVITÉ (NUCLÉAIRE) SPÉCIFIQUE

(souvent dite RADIOACTIVITE MASSIQUE)

C’est l’activité fp ci-dessus, ramenée à la masse désintégrée >> c'est donc un nombre de noyaux d'un corps, désintégrés par unité de temps et par unité de masse dudit corps

Equation aux dimensions  : T-1.M-1       Symbole : z*        Unité S.I.+  le Bq / kg

L’unité d’usage est l'ancien Curie par gramme (qui vaut 3,7.1013 Bequerel / kg)

z*(Bq/kg) = fd (en Bq) / masse (en kg)

Valeurs pratiques de z*(en Bq/kg): eau de mer(10²)--uranium 238(107)--

polonium 210(2.1017)--lait(80)--corps humain(102 )--granit(#103)

et la dangerosité pour l’homme est > 1,3.103

 

4.RADIOACTIVITÉ NUCLÉAIRE VOLUMIQUE

C’est f/ V   Par exemple, pour certains matériaux de construction, issus de sols naturellement radioactifs  fp / V = 300 à 500 Bq/m3

 

5.DÉCROISSANCE

C’est la désintégration spontanée des noyaux (instables) d’un corps, entraînant successivement >>> émission de particules (alpha, n...) >>> émission de rayonnements >>> apparition de nouveaux corps (dits "de filiation") >>> autres particules ou rayonnements >>> autres corps plus légers

La loi de décroissance est :

n= n0.exp-fp.t

avec fp (s-1)= fréquence -ou constante- de désintégration (radioactivité)

on en tire >>>  t = t0 / Log.e(nt /n0)

avec t(s)= durée de vie moyenne de la particule, t0(s)= temps origine (où il y avait n0 particules) et nt = nombre de particules restant au temps t

 

6.PÉRIODE D’UNE SUBSTANCE RADIOACTIVE(ou DEMI-VIE)

c’est la durée pendant laquelle le corps a perdu la moitié de sa masse

Donc la période est telle que nt / n0 = 1/2  où nt = nombre de particules restant au temps t et n0 nombre de particules au temps 0

Si la probabilité de désintégration est w , la période est tp(s) = 0,693 / w

 

7.PERIODE RADIOACTIVE des DIVERS CORPS

Les périodes radioactives des divers corps simples s'échelonnent depuis la picoseconde jusqu'à plusieurs gigaannées

Très approximativement, on peut dire que la stabilité (donc tp > 1 gigaannée) est acquise quand les noyaux sont constitués de

(p) protons = 5 + (0,6 n)  où n = nombre de neutrons .

La valeur de la période varie selon les isotopes (donc selon la somme p + n)

On peut dire approximativement qu'elle tombe à 1 jour dès lors que le nombre de neutrons (n ci-dessus) varie de (+ ou -) 5 unités, puis à quelques secondes pour (n) variant encore de 5, puis à # picoseconde quand (n) varie encore de 5

 

8.INTENSITÉ DE RADIOACTIVITÉ

C'est le pourcentage de produit transformé pour 100 transmutations d'un produit radioactif de base

Cette intensité va de 60 à + de 100 % (ce dernier cas provenant des isoméries nucléaires)

 

9.RADIOACTIVITE et SANTÉ

Voir chapitre spécial

 

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