Radioactivité

Qu'est-ce que la radioactivité?

La Radioactivité C'est la propriété de certains matériaux pour émettre de l'énergie spontanément. Ceci se manifeste comme des corpuscules ou des particules subatomiques, ou sous forme de rayonnement électromagnétique. C'est un phénomène dû à l'instabilité de l'énergie nucléaire; c'est-à-dire les noyaux atomiques.

Le noyau instable d'un élément radioactif subit des désintégrations et l'émission de radioactivité jusqu'à atteindre sa stabilité énergétique. Les émissions radioactives sont de forte teneur en énergie, ce qui confère un pouvoir ionisant élevé qui affecte les substances qui leur sont exposées.

Comptable de la radioactivité Geiger

La radioactivité a été découverte par Antoine Becquerel en 1896 tout en expérimentant la fluorescence de l'uranium. Par la suite, Ernest Rutherford a découvert l'existence de deux types de rayonnement nucléaire, qu'il a appelé α et β et β. Cette découverte expérimentale a été publiée en 1899.

La radioactivité naturelle est ce qui se trouve dans la nature sans l'intervention de l'homme; Tandis que la radioactivité artificielle est celle produite par l'intervention humaine. Le premier est détecté dans les radio-isotopes naturels, et le second dans les radio-isotopes artificiels et dans les éléments supermasiaux.

De nombreux radio-isotopes sont inoffensifs et sont utilisés en médecine. D'autres, comme le carbone-14 et le potassium-40, sont utiles pour les objets de datation et les strates de sol.

Alors que la radioactivité a de nombreuses applications qui profitent à l'homme, comme la production d'énergie, il présente également des effets nocifs qui conduisent à sa mort. Par exemple, si la dose de rayonnement est élevée, les probabilités selon lesquelles des mutations ou un cancer indésirables sont générés de manière disproportionnée.

Rayonnement naturel

Uranium hautement enrichi

La radioactivité naturelle est composée d'un ensemble d'éléments avec des noyaux instables qui existent dans la nature et qui se désintégrent spontanément avec des émissions de radioactivité. C'est-à-dire que l'intervention de l'homme n'est pas nécessaire pour qu'elle se produise.

Il est représenté par des éléments radioactifs du cortex terrestre, de l'atmosphère et de celui de l'espace cosmique. Parmi eux, nous pouvons mentionner: l'uranium-238, l'uranium-235, le carbone-14, l'uranium-235 et le radón-222.

Rayonnement artificiel

Rayonnement artificiel constitué par un groupe d'éléments radioactifs créés dans les laboratoires de recherche. Comme? En bombardant des éléments non radioactifs avec des noyaux, des atomes d'hélium ou d'autres types de rayonnement, pour les transformer en isotopes radioactifs.

Irene Joliet-Curie et Frederic Joliot, Nobel Awards (1934), ont été les premiers à créer un isotope radioactif. Ils ont bombardé Al ²⁷Au₁₃ (aluminium) avec un rayonnement α, un atome d'hélium (⁴Il₂), et a généré un atome de phosphore radioactif (³⁰P_quinze).

Il ³⁰P_quinze C'est un atome radioactif qui se désintégrer spontanément avec l'émission d'un rayonnement de type β, se transformant en nickel (³⁰Ni₁₄). Cobalt-60, un isotope radioactif utilisé dans le traitement du cancer, est un élément radioactif artificiel.

Il est également considéré comme faisant partie de la radioactivité artificielle aux éléments radioactifs trouvés dans les profondeurs de la croûte terre.

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De même, le rayonnement artificiel est dû aux éléments supermassifs et synthétiques, dont les noyaux sont immédiatement décomposés pour créer d'autres éléments.

Types de radioactivité

Trèfle radioactif, symbole utilisé pour représenter la radioactivité

- Rayonnement de type alfa (α)

C'est une particule émise par un noyau instable. Il est constitué par deux protons et deux neutrons, et par conséquent, il est considéré que le rayonnement α est un atome d'hélium (⁴Il₂) Nu, sans électrons. En raison de la présence de deux protons, la particule alpha est dotée d'une charge positive.

Le rayonnement α est peu pénétrant et est arrêté par une feuille de papier, ayant peu de portée dans l'air. Exemples d'émetteurs de rayonnement α l'uranium-238 et radio-226.

Lorsqu'une particule est émise α, l'atome produit est réduit son nombre atomique en 2 unités et son poids atomique et son poids atomique en 4 unités, comme on peut le voir dans l'exemple suivant:

²³⁸OU₉₂  →  ⁴Il₂    +     ^{2. 3. 4}E₉₀

Le rayonnement de type α, bien qu'il ne traverse pas la peau, lorsqu'il est ingéré, est le type de particule radioactif le plus nocif, car sa taille accorde une grande puissance d'ionisation.

- Radiation de type bêta (β)

Le rayonnement de type β est un rayonnement ionisant qui a une gamme d'environ un mètre dans l'air. Peut être arrêté par une feuille de papier d'aluminium. Pendant la phase de décroissance radioactive, l'émission d'un électron ou d'un positron se produit, les deux d'origine nucléaire.

Par conséquent, il existe deux types d'émissions radioactives β: β^- et le β⁺.

Rayonnement β^-

Ce type de rayonnement est dû à l'émission d'un électron d'origine nucléaire et à un neutron qui devient un proton. Le poids atomique ne varie pas, mais le nombre atomique augmente dans une unité.

N → P + E^-        +  Électron antinéutrino

Exemple:   ³²P_quinze  →  ³²S₁₆     +      et^-       +  Électron antinéutrino

Rayonnement β⁺

Dans ce type de rayonnement, l'émission d'une origine nucléaire avec une charge positive (positron) se produit. Le noyau instable est stabilisé en transformant un proton en neutron, donc le poids atomique ne varie pas, mais le nombre atomique est réduit dans une unité.

P → N + E⁺      +   1 électron neutrino

Exemple: ²³Mg₁₂  →  ²³N / A_onze     +      et⁺     +      1 électron neutrino

- Rayonnement de type gamma (γ)

Ce rayonnement est de nature électromagnétique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une vague de gamme élevée et de pénétration, arrêtée par des blocs de plomb. Cette pénétration élevée des rayonnements permet son utilisation sous forme de cobalt-60 dans le traitement du cancer dans les sites du corps profond.

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- Émission de neutrons

Il se produit lorsque les neutrons sont émis à grande vitesse. Ce rayonnement n'est pas ionisant et est arrêté par l'eau et le béton. L'importance du rayonnement à neutrons est qu'elle peut transformer les éléments non radioactifs en radioactif.

Activité radioactive

C'est la façon dont la quantité de rayonnement est exprimée. Il est lié au nombre de désintégrations par seconde (DPS) ressenties par le présent matériel radioactif. L'unité d'activité radioactive du système international des unités (SI) est le Becquerel, qui équivaut à 1 DPS.

Cependant, l'unité la plus ancienne, et celle qui est encore utilisée aujourd'hui, est la Curie, qui équivaut à 3,7 · 10^dix Dps. C'est-à-dire qu'une curie est égale à 3,7 · 10^dix Becquerel.

Éléments radioactifs

Barils radioactifs

Les éléments radioactifs sont ceux qui ont des noyaux instables qui atteignent leur condition de stabilité par émission d'énergie sous forme de radioactivité.

Plusieurs éléments non radioactifs ont des isotopes radioactifs. Par exemple, l'élément carbone a des atomes non radioactifs et des isotopes radioactifs, tels que le carbone-12 et le carbone 14, respectivement.

Ceci est une liste d'éléments dont les isotopes sont tous radioactifs. La liste est composée du nom de l'élément et de son isotope radioactif le plus stable.

-Tecnecio, TC-91

-Prometio, PM-145

-Polonio, PO-209

-ASTATO, AT-21

-Francio, FR-223

-Radio, RA-226

-Actio, AC-227

-Torio, TH-229

-Uranium, U-236

-Amérique, AM-243

-Curio, CM-247

-Californio, CF-251

-Nobeless, No-259

-Dubnium, DB-268

-RoentGenio, RG-281

-Moscou, MO-288

Émetteurs de rayonnement gamma

Certains radio-isotopes qui émettent le rayonnement gamma sont:

-COBALT-60

-Bario-133

-Zinc-65

-Potassium-40

-Manganèse-54

-CESIO-137

-Sodium-22

Émetteurs de rayonnement bêta

-Strontium-90

-Soufre-35

-Carbone-14

-Tritio (³H₁)

Émetteurs de rayonnement alpha

-Uranium-238

-Polonium-21

Applications de radioactivité

Réacteur nucléaire sphérique entouré de tours de refroidissement. Source: AVDA / CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)

Médicinal

Les isotopes radioactifs sont utilisés en médecine à des fins diagnostiques et thérapeutiques. Certains isotopes radioactifs servent de traceurs pour le diagnostic de la maladie, car ils ont les mêmes caractéristiques que les atomes d'éléments non radioactifs.

L'iodo-131 est utilisé en médecine pour déterminer les dépenses cardiaques et le volume du plasma. Mais l'application la plus importante de l'iode 131 est de mesurer l'activité de la glande thyroïde, car les hormones thyroïdiennes transportent l'iode.

Le phosphore-32 est utilisé pour déterminer la présence de tumeurs malignes, car les cellules cancéreuses ont tendance à absorber plus de phosphate que les cellules normales. Tecnecio-99 est utilisé pour déterminer la structure anatomique des organes.

COBALT-60 et CESIO-137 sont des émetteurs de rayonnement gamma d'une grande pénétration qui sont utilisés pour la destruction des cellules cancéreuses, avec un minimum de dommages pour les cellules voisines.

Activités scientifiques et académiques

La radioactivité est utilisée pour déterminer les exigences des plantes qui doivent être fournies par les sols. Des matières radioactives sont également utilisées pour déterminer, grâce à l'utilisation de la chromatographie en phase gazeuse, des composants de l'huile et de la fumée.

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Dans les études archéologiques, l'activité carbone 14 est utilisée pour déterminer l'âge de certains fossiles. Cet isotope se produit naturellement dans l'atmosphère et n'est incorporé que par des êtres vivants.

L'irradiation des plantes est utilisée pour y induire des mutations et les rendre plus résistantes aux conditions environnementales.

Industrie

La radioactivité est utilisée pour stériliser les matériaux médicaux. Il est également utilisé dans la stérilisation des aliments et les conteneurs qui les contiennent.

De plus, la radioactivité est utilisée dans le traitement des tissus, avant un traitement qui rend les rides résistantes.

Les ustensiles de cuisine aux propriétés antiatreurs sont traités avec la radioactivité pour empêcher les aliments de respecter la surface métallique. Des traceurs radioactifs sont utilisés pour déterminer l'efficacité des huiles motrices dans les cylindres de voiture.

La radioactivité est utilisée dans l'élimination des gaz toxiques, tels que le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote environnemental. La matière radioactive est utilisée pour mesurer l'épaisseur des coquilles d'oeufs, ainsi que pour éliminer les œufs fragiles avant de passer à leur récipient.

Le matériau en polyéthylène utilisé comme emballage est également soumis à la radioactivité. Le traitement radioactif permet de chauffer le polyéthylène et de le faire respecter correctement les aliments qu'il couvre.

De plus, la radioactivité est utilisée pour déterminer les niveaux de liquide dans les réservoirs d'huile et de produits chimiques, ainsi que l'humidité et la densité des sols et des matériaux dans les chantiers de construction. Il est également utilisé pour déterminer les imperfections dans les fondations et les soudures métalliques.

Réacteurs nucléaires

Ils sont une installation capable de la production de réactions en chaîne prolongées. Ils sont utilisés pour: la production de chaleur utilisée dans la production d'électricité pour les différentes utilisations de la population. Ils servent également à la fabrication de matériaux pour la propulsion nucléaire maritime, les satellites artificiels et les roquettes.

Autoriser la transmutation d'éléments chimiques pour la création d'isotopes radioactifs; Par exemple, l'Amérique, utilisée dans les détecteurs de fumée et le cobalt-60 de l'utilisation médicale. Et enfin, ces réacteurs produisent du plutonium pour les armes nucléaires et de carburant pour d'autres réacteurs.

Les références

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