Radioactivitat

Un article de Wikipèdia, l'enciclopèdia liura.
Anar a : navigacion, Recercar
exemple de tèxte
Fairytale waring.png Aqueste article es pas acabat. Es en fasa d'escritura o de reestructuracion importanta.
  • Son estat actual es provisòri, e se deu prene amb prudéncia.
  • Una version melhorada es en preparacion e deuriá èsser disponibla dins pauc de temps. Per ne seguir l'avançament o i participar, consultatz la pagina de discussion.


La radioactivitat es un fenomèn fisic que presentan lei nuclèus atòmics inestables qu'emeton espontanèament de radiacions capablas de penetrar dins los còrses opacs, d'ionizar l'èr, d'impressionar de placas fotograficas e d'excitar la fluorescéncia de divèrsei substàncias.

Las radiacions emesas per lei substàncias radioactivas son classificadas inicialament segon lor poder de penetracion, amb los noms de radiacions alfa, de radiacions beta e de radiacions gamma (de mens a mai penetranta).

La radioactivitat naturala es lo procediment d'emission espontanèa de radiacions per de nuclèus atomics inestables que se transforman en d'autrei nuclèus. La radioactivitat artificiala es lo procediment de desintegracion de mantun nuclèus atomics quand son bombardats per de neutrons o per d'autrei particulas.

Istòria[modificar | modificar la font]

Retrach d'Henri Becquerel (1852-1908) que descurbiguèt la radioactivitat en 1896.

La radioactivitat foguèt descubèrta en 1896 per Henri Becquerel (1852-1908) durant sei trabalhs sus la fosforescéncia. Lei materiaus fosforescents son caracterizats per l'emission d'una lutz dins la sorniera après exposicion a la lutz e Becquerel pensava que la lusor producha dins de tubes catodics expausats ai rais X èra liada a son camp de recèrca. Son experiéncia consistiá de plaçar una placa fotografica embalada de papier negre en contacte de materiaus fosforescents. Totei lei resultats foguèron negatius levat de saus d'urani. Dins aqueu cas, la placa fotografica èra impressionada a travèrs dau papier negre. Pasmens, d'experiéncias novèlas mostrèron que lei saus d'urani avián pas besonh d'èstre expausats a la lutz per marcar la placa e que d'autreis elements compausats d'urani donava de resultats similars. La natura dau raionament emés per lei mineraus uranics èra donc diferenta de la fosforéncia e pròche dau raionament X descubèrt en 1895 per lo fisician alemand Wilhelm Röntgen (1845-1923).

La descubèrta d'aqueu raionament entraïnèt d'estudis novèlas per Becquerel, Pierre Curie (1859-1906), Marie Curie (1867-1934) e Ernest Rutherford (1871-1937). Aquò mostrèt que lei raionaments uranics èran pus complèxs que lo raionament X. Tres compausants principaus foguèron identifics e dichs α, β e γ. D'experiéncias suplementàrias permetèron de descubrir que lei particulas α avián una carga positiva, lei particulas β avián una carga negativa e lei particulas γ una carga neutra[1]. Puei, se descurbiguèt que lei particulas α èran de nuclèus d'èli 4 e lei particulas β d'electrons. Enfin, en parralèl de l'estudi dei raionaments, lo nombre de mineraus radioactius coneguts aumentèt pauc a pauc.

Lei perilhs de la radioactivitat foguèron pas descubèrts immediatament en causa dei quantitats limitats de produchs fòrtament radioactius disponibles au començament dau sègle XX. Au contrari, maugrat l'oposicion de certanei scientifics coma Marie Curie, lo radi e leis elements radioactius se veguèron dotats de qualitats terapeuticas per certanei mètges. La descubèrta de l'efèct mutagèn de la radioactivitat en 1927 per Hermann Joseph Muller (1890-1967) e un nombre grand de decès causat per la radioactivitat dins leis annadas 1930 entraïnèron la disparicion d'aquela mòda.

Fònts de radioactivitat[modificar | modificar la font]

Se parla de « radioactivitat naturala » per designar lei fònts radioactivas non produchas per leis activitats umanas coma aquelei causadas per lo gas radon o lo raionament cosmic. Au contrari, se parla de « radioactivitat artificiala » per designar lei fònts radioactivas produchas per leis activitats umanas coma la realizacion d'examens medicaus, la sintèsi d'elements radioactius pesants sintetics o la concentracion artificiala de matèria radioactiva. En revènge, quin fònt que sigue, se tracta dau meme fenomèn fisic.

Fònts naturalas[modificar | modificar la font]

Pechblende, minerau principau d'urani per la produccion industriala d'aqueu darrier.

La fònt principala de radioactivitat naturala es representada per lei radioisotòps ja presents dins la natura e producha durant leis explosions de supernovas o per degradacion d'elements radioactius pus pesants. Per exemple, un tròç de granit tèn una fraccion infima d'urani que va se transformar en radon radioactiu. Pasmens, leis isotòps radioactius naturalament presents dins l'environament (urani, tori...) son generalament lei pus estables car se non, aurián ja disparegut. L'activitat radioactiva naturala de la crosta terrèstra es donc fòrça febla e evoluciona localament segon lei ròcas de superficia.

La segonda fònt de radioactivitat naturala es aquela deis elements presents dins leis organismes vivents. Per exemple, lo còrs uman tèn una radioactivitat naturala causada per leis isotòps de carbòni 14 e de potassi 40. Lei vias d'intrada principalas d'aqueleis isotòps dins l'organisme son la respiracion e l'alimentacion.

Enfin, la darriera fònt de radioactivitat naturala es aquela formada per lei raionaments cosmics. Aqueu raionament pòu agantar dirèctament la superficia terrèstra. Pasmens, la preséncia de l'atmosfèra terrèstra entraïna puslèu son absorpcion per lei gas atmosfèrics e l'emission d'una radioactivitat secondària. Aqueu fenomèn explica la preséncia d'isotòps d'estabilitat intermediària dins l'atmosfèra terrèstra coma lo carbòni 14 o l'idrogèn 3.

Aquela radioactivitat naturala representa aperaquí 77% de la dòsi recepuda cada annada per un èstre uman[2].

Fònts artificialas[modificar | modificar la font]

L'activitat umana representa 23% de la dòsi annuala recepuda per un èstre uman. La màger part es compausada per la radioactivitat producha per lei tecnicas d'imatjariá medicala. Lo rèsta es compausada per leis activitats militaras (assais nuclears ancians...), industrialas (energia nucleara civila, sector minièr especialament aqueu de carbon...) e scientificas (accelerators de particulas...).

Se fau notar que l'imatjariá medicala per rais X es la fònt principala de rais ionizants d'origina umana. Pasmens, es pas comptada coma dòsi de radioactivitat car l'origina dau raionament X es diferenta.

Tipes diferents de radioactivitat[modificar | modificar la font]

Fenomèns caracterizats una emission de nucleïds[modificar | modificar la font]

Radioactivitat α[modificar | modificar la font]

Emission d'una particula α.
Exquisite-kfind.png Veire l'article: Radioactivitat α.

La radioactivitat α es causada per l'emission de nuclèus d'èli formats de dos protons e de dos neutrons. Lo nuclèu atomic qu'emet la particula α se transforma en un nuclèu novèu que tèn un nombre de massa demenit de 4 e un numerò atomic demenit de 2 :

 {}^{A}_{Z}\hbox{X}\;\to\;^{A-4}_{Z-2}\hbox{Y}\;+{}^{4}_{2}\hbox{He} .

Una particula α a generalament una energia cinetica febla a respèct de sa massa e sa velocitats es fòrça inferiora a aquela de la lutz. Sa fòrça de penetracion, ja fòrça limitada per sa carga auta, es donc fòrça febla (quauquei centimètres dins l'èr).

Emission de protons[modificar | modificar la font]

L'emission de protons es un fenomèn de radioactivitat rar que pòu s'observar per un nuclèu pesuc o après una desintegracion β per desexcitar de nivèus d'energia auts. Foguèt descubèrta en 1969 e 25 isotòps son coneguts per presentar aquela proprietat. En 2002, se descurbiguèt tanben l'existéncia d'emission dobla de protons.

Emission de neutrons[modificar | modificar la font]

L'emission de neutrons es un fenomèn radioactiu que caracteriza la reaccion d'un isotòp non estable que va perdre un neutron mai gardar son numerò atomic. Aqueu tipe d'emission es frequent per lei reaccions de fission nuclera e present sus certanei reaccions de fusion. Es la basa dei reaccions en cadena.

Radioactivitat de clusters[modificar | modificar la font]

Exquisite-kfind.png Veire l'article: Radioactivitat de clusters.

La radioactivitat de clusters es un tipe rar de fenomèn radioactiu caracterizat per l'emission d'un nuclèu pus important qu'una particula α. S'observa per d'isotòps pesucs e es un tipe de radioactivitat totjorn menor qu'acompanha un fenomèn majoritari de radioactivitat α. Per exemple, es lo cas d'un nuclèu de radi 221 que pòu de còps emetre un nuclèu de carbòni 14.

Fenomèns de radioactivitat β[modificar | modificar la font]

Emission d'una particula β.

Radioactivitat β- e β+[modificar | modificar la font]

Exquisite-kfind.png Veire l'article: Radioactivitat β.

La radioactivitat β èra a l'origina un tipe de desintegracion radioactiva caracterizada per l'emission d'una particula β, formada per un electron o un positron, e d'un neutrino o d'un antineutrino. Se la particula emesa èra un electron, se parla de desintegracion β-. Dins lo cas contrari, se parla de desintegracion β+. Per exemple, dins lo cas d'una emission β d'un nuclèu d'idrogèn 3 que va se transformar en èli 3 :

{}^3\hbox{H}^+\;\to\;^3\hbox{He}^{2+}\;+\;e^-+\bar{\nu}_e

L'emission d'electrons o de positrons pòu tanben èstre dobla. Se parla alora d'emission β dobla.

Captura d'electron[modificar | modificar la font]

La desintegracion β se pòu generalizar au fenomèn de captura d'electron que va entraïnar la transformacion d'un proton en neutron e l'emission d'un neutrino segon la relacion seguenta :

{}_{Z}^{A} \mathrm {X} + {}_{-1}^{0} \mathrm {e^-} \rarr {}_{Z-1}^{A} \mathrm {Y} + {}_{0}^{0} \mathrm {\nu_e}

Un mòde pus rar es la captura dobla d'electrons que sei consequéncias son similaras. Per exemple :

{}_{36}^{78} \mathrm {Kr} + 2\ {}_{-1}^{0} \mathrm {e^-} \rarr {}_{34}^{78} \mathrm {Se} + 2\ {}_{0}^{0} \mathrm {\nu_e}

Desintegracion β liada[modificar | modificar la font]

La desintegracion β liada es un tipe rar de radioactivitat que pòu se debanar per d'atòms fòrça ionizats. La desintegracion β- va cambiar un neutron en proton e emetre un electron e un antineutrino. Pasmens, l'electron es capturat per leis orbitalas K, L o M de l'atòm e solament l'antineutrino es emes.

Transicions entre estats d'energia[modificar | modificar la font]

Transicion isomerica[modificar | modificar la font]

Una transicion isomerica es un mòde de radioactivitat rar permetent a un isomèr nuclear de liberar d'energia sensa subir de transmutacions. Lei nucleons son reorganizats au sen dau nuclèu atomic dins una configuracion d'energia mens importanta. Aquela transicion es acompanhada per una emission de rais γ e la natura quimica de l'atòm cambia pas.

Conversion intèrna[modificar | modificar la font]

La conversion intèrna es tanben un mòde de radioactivitat relativament rar. Un electron va captar l'energia d'excitacion d'un nuclèu atomic e èstre expulsat. Pasmens, lo fenomèn es totalament diferent d'una desintegracion de tipe β car l'electron es expulsat segon de nivèus d'energia ben definits e sensa emission d'un antineutrino. De mai, la natura quimica de l'atòm cambia pas.

Radioactivitat γ[modificar | modificar la font]

Exquisite-kfind.png Veire l'article: Radioactivitat γ.

La radioactivitat γ es una emission d'energia sota la forma de rais electromagnetics durant un fenomèn de radioactivitat. Per de rasons istoricas, es considerada coma un tipe de radioactivitat especiau. L'emission γ e lo fenomèn de radioactivitat a son origina son generalament simultanèus.

Desintegracion e descreissença radioactiva[modificar | modificar la font]

Quin instant donat que sigue, un isotòp radioactiu quin que sigue a una probabilitat de desintegracion egala a un autre isotòp radioactiu identic. De mai, aquela desintegracion despend pas dei condicions fisicas e quimicas de l'environament de l'isotòp. Ansin, lo mecanisme de desintegracion es considerat aleatòri e sègue una lèi estatistica.

Ansin, per un nombre N(t) de radionucleïds d'un tipe donat presents dins una mòstra a un instant t quin que sigue, lo nombre de desintegracions dN durant un periòde dt despend donc solament dau nombre de radionucleïds, de la durada de mesura e d'un constanta de desintegracion nucleara λ caracteristica de l'element considerat :

d N =  - \lambda N d t

Se lo nombre iniciau de radionucleïds es conegut, es donc una lèi de descreissença exponenciala de la forma :

 N(t) = N_0 e^{-\lambda t}

Una caracteristica majora de l'element es sa constanta de mièja-vida t1/2 definit per lo periòde necessari per veire lo nombre de radionucleïds es devesit per dos:

t_{1/2} = \displaystyle\frac{ln2}{\lambda}

Ligams intèrns[modificar | modificar la font]

Nòtas e referéncias[modificar | modificar la font]

  1. En fach, leis emissions γ son compausats d'un raionament electromagnetic e non de particulas tant massivas que lei particulas α (nuclèu d'èli) e β (electron).
  2. (fr) A propos de quelques objections fréquentes sur le nucléaire civil [1]

Bibliografia[modificar | modificar la font]