La radioactivité naturelle : principaux types de rayonnement

La radioactivité a été découverte en 1896 par Henri Becquerel, c'est la propriété de certains noyaux à se transformer spontanément (désintégration[1]) en émettant divers rayonnements alpha, bêta et gamma.

Au cours d'une transformation nucléaire, il y a conservation du nombre de nucléons A et du nombre de protons Z (Loi de Soddy)[2].

radioactivité naturelleInformations[3]

Les rayons α (alpha)

Ce sont des noyaux d'hélium 42He émis lors de la désintégration spontanée d'un noyau lourd (A>200) en noyau plus légers[2]. Un noyau « père » se désintègre pour donner le noyau « fils »et expulsion d'un rayonnement alpha selon la réaction suivante :

Exemple :

Les rayons β (bêta)

Lorsque le rapport N/Z est trop élevé, les noyaux instables[4] émettent des particules bêta, des positons (ou positrons) β+ ou des négatons β-.

  • Les rayons β+ (positons)

Les noyaux avec trop de protons (Z>N) émettent des particules appelées : β+ qui proviennent de la décomposition d'un proton en un positron. Il y a en parallèle émission d'un photon (Ɣ).

L'équation de désintégration s'écrit :

Exemple :

  • Les rayons β- (négatons)

Lorsque dans le noyau il y a un excès de neutrons (N>Z), Il y a émission d'un négaton β- selon l'équation :

ExempleRayons β-

Les rayons Ɣ

Les rayonnements (α) et (β) sont tous deux accompagnés de l'émission d'un rayonnement électromagnétique (Ɣ)[5], C'est un dégagement d'énergie qui accompagne une réaction nucléaire. Les particules émises possèdent généralement une grande énergie.[5]

Le noyau fils formé est généralement produit dans un état excité (il possède un excédent d'énergie par rapport à son état fondamental). Ce noyau libère un rayonnement (Ɣ) qui ne produit ni variation de A ni de Z.

Exemple

Exemple

Combien de particules α et β sont produites dans la suite de transformation radioactives qui conduisent de au

Solution :

+ N α(α)→ + Nβ -)

α=, β- =

N α = (238-206)/4 = 8

→ 8 ++ Nβ -)

92 = 8 (2) + 82 - Nβ

Donc Nβ = 6

+ 8 + 6