|
|
|
|
|
Cette partie a
été crée dans le but de vous informer. Elle
définit briévement les différentes
radioactivités qui existent.
La radioactivité naturelle : les rayons
cosmiques
les
rayons gamma
les
rayons ultraviolet
les rayons
X
les rayons
beta+
Tout d'abord voici les propriétés pénétrantes des principales radiations :
Les rayons cosmiques sont des éléments subatomiques de haute énergie et circulant dans l’espace interplanétaire ils sont chargés électriquement et sont déviés par le champ magnétique terrestre.
Les rayons cosmiques sont à 87% des protons et environ 13% sont des particules alpha. D’autres composés plus lourd constitue les rayons cosmiques mais sont en quantités faibles. Les éléments peuvent être classé en 3 catégories: Les éléments légers (Bore, lithium, béryllium), les éléments moyens (carbone, azote, oxygène, fluor) et les éléments lourds (le reste des éléments).
La source des rayons cosmiques
est incertaine. Cependant on sait que le soleil, lorsqu’il est
très lumineux émet des rayons cosmiques de faible
énergie mais ce phénomène est beaucoup trop rare
pour être la seule source des rayons cosmiques dans l’univers.
Les supernovae sembleraient être les
principales sources de rayonnement cosmique. En effet, les restes de
telles explosions sont de puissantes sources de rayonnement
énergétique et impliqueraient l’émission de
particules comme les rayons cosmiques.
Les rayons gamma sont
très pénétrants et peuvent traverser un
coffre-fort par exemple. Ils sont constitués de photons
(particules de lumière) de haute énergie. Ils ne sont
que pure énergie sans aucune masse.
Ces photons gamma émis par
le noyau sont dus au réarrangement interne des nucléons
du noyau. Ces nucléons sont organisés en couches
concentriques, un peu comme les électrons le sont autour du
noyau. Dès qu'un nucléon glisse d'une couche
nucléaire externe vers une couche plus interne (et donc moins
énergétique), ce dernier cède de
l'énergie sous forme de photon gamma.
Les rayons gamma sont sur le
spectre lumineux les rayonnements ayant la plus grandes
fréquences et la plus grande longueur d’onde (voir tableau
long d’ondes), ce qui implique que les rayons gamma soient si
énergétique car il faut savoir que plus un photon a une
fréquence élevé et plus il est
énergétique.
Les sources astrophysique de es
rayons sont du a des violences inouïe comme les supernovae ou
les quasars.
Les rayons gamma sont encore mal
connu car ils sont difficiles a observer, il faut savoir que notre
atmosphère est une barrière hermétique aux
rayons gamma et pour les observer on est obligé d’installer
des capteurs sur des satellites.
Les rayons ultraviolets
sont des radiation électromagnétique dont la longueur
d'onde s'étend de 400 nm (nanomètre), longueur d'onde
de la lumière violette, à 15 nm, longueur d'onde des
rayons X (voir schéma sur les longueurs d’onde). La radiation
ultraviolette est produite artificiellement par des lampes à
arc électrique et elle est émise par le
soleil.
Les radiations ultraviolettes
peuvent être dangereuses pour les êtres vivants, en
particulier lorsque les longueurs d'onde sont faibles. Les radiations
ultraviolettes ayant des longueurs d'onde inférieures à
300 nm sont utilisées pour la stérilisation, car elles
tuent les bactéries et les virus. Pour les êtres
humains, l'exposition à des radiations ultraviolettes de
longueurs d'onde inférieures à 310 nm peut provoquer
des brûlures par le soleil; une exposition prolongée de
plusieurs années peut provoquer un cancer de la
peau.
L'atmosphère terrestre
protège les organismes vivants des radiations ultraviolettes
du soleil. Si toutes ces radiations ultraviolettes pouvaient
atteindre la surface de la terre, il n'y aurait probablement plus de
vie sur celle-ci. Heureusement, la couche d'ozone de
l'atmosphère absorbe pratiquement toutes les radiations
ultraviolettes de faibles longueurs d'onde et une grande partie des
longueurs d'onde supérieures. Cependant, les radiations
ultraviolettes ne sont pas totalement dangereuses : une grande partie
de la vitamine D nécessaire à la santé est
produite lorsque la peau est exposée aux rayons
ultraviolets.
De nombreux composés
exposés à la lumière ultraviolette ont un
comportement différent lorsqu'ils sont soumis à
l'action de la lumière visible. Par exemple, des
minéraux, des colorants, certaines vitamines, huiles
naturelles et autres composés deviennent fluorescents par
exposition aux rayons ultraviolets : ils semblent émettre de
la lumière. Les molécules de ces substances absorbent
la lumière ultraviolette invisible, accroissent leur
énergie et en restituent une partie au milieu extérieur
en émettant de la lumière visible.
Les rayons x sont des
radiations électromagnétiques
pénétrantes, dont la longueur d'onde est dix mille fois
plus petite que celle de la lumière (voir schéma sur
les longueurs d’ondes). Les rayons X ont été
découverts par hasard en 1895 par Wilhelm Röntgen, qui
étudiait les rayons cathodiques dans un tube à
décharge gazeuse sous haute tension. Bien que ce tube
fût enchâssé dans un boîtier de carton noir,
Röntgen nota qu'un écran de platinocyanure de baryum,
placé par hasard à proximité, émettait
une lumière fluorescente lorsque le tube fonctionnait.
Après avoir effectué d'autres expériences, il
conclut que cette fluorescence était causée par un
rayonnement invisible d'une nature plus pénétrante que
le rayonnement ultraviolet. Il baptisa les rayons invisibles
«rayons X» à cause de leur nature inconnue. Par la
suite, on les nomma rayons de Röntgen en son honneur.
Les rayons X sont un rayonnement
de type électromagnétique dont la longueur d'onde est
comprise entre 10 nm et 0,001 nm (1 nm, ou nanomètre vaut 10-6
mm). Plus la longueur d'onde du rayon X est courte, plus son
énergie est élevée. Les rayons de longueur
d'onde proches de la plage des ultraviolets dans le spectre
électromagnétique, sont connus sous le nom de rayons X
mous. Les rayons de longueur d'onde plus courte, proches de la plage
des rayons gamma, voire débordants sur cette plage, sont
appelés rayons X durs. Les rayons X composés d'un
mélange de nombreuses longueurs d'ondes sont connus sous le
nom de rayons X «blancs», par opposition aux rayons X
«monochromatiques», qui présentent une seule
longueur d'onde. Les rayons lumineux aussi bien que les rayons X sont
produits par des changements d'orbite d'électrons provenant
des couches électroniques internes des atomes. Le rayonnement
lumineux est produit par les transitions d'électrons provenant
des couches les plus externes. Les rayons gamma, semblables de par
leurs effets aux rayons X, sont produits par des transitions
d'énergie à l'intérieur des noyaux
excités.
Des rayons X sont produits lorsque des électrons à grande vitesse frappent un objet matériel. On bombarde généralement à cet effet une cible composée de tungstène, avec des électrons à vitesse élevée. La majeure partie de l'énergie des électrons se dissipe sous forme de chaleur. L'énergie restante produit des rayons X en provoquant des modifications dans les atomes cibles.
Une caractéristique
importante des rayons X est leur pouvoir ionisant, qui dépend
de leur longueur d'onde. La capacité des rayons X
monochromatiques à ioniser est directement proportionnelle
à leur énergie. Cette propriété fournit
une méthode de mesure de l'énergie des rayons X.
Lorsqu'ils traversent une chambre d'ionisation, ils produisent un
courant électrique proportionnel à l'énergie du
faisceau incident. Outre les chambres d'ionisation, des appareils
plus sensibles, comme le compteur
Geiger-Müller et le scintillomètre, peuvent mesurer l'énergie des
rayons X en se fondant sur l'ionisation.
-
Rayonnement beta+
La radioactivité b+ transforme un proton en neutron avec émission d'un antiélectron (ou positron) et d'un neutrino électronique. Le positron émis étant de charge positive, la radioactivité est dite Bêta plus. Un atome de Brome-35 a donc toujours 35 protons + 45 neutrons. La radioactivité b+ le transforme en Sélénium-34 qui a 34 protons + 46 neutrons! Dans 3% des cas seulement, le Brome-35 se transforme ainsi.
31,5% de la
radioactivité sur Terre est artificielle c'est-à-dire
produite par l'Homme et ses activitées. Celles-ci sont
réparties à 28,5% pour les examens et traitements
médicaux, 2,4% pour l'industrie en général, 0,5%
pour les diverses retombées des essais nucléaires
atmosphériques, 0,1% dûe à Tchernobyl, et
seulement 0,06% pour la production d'énergie provenant de la
fission nucléaire dans les centrales.
Les principales particules
émises par cette radioactivité sont des neutrons et des
particules ß-.
1) Les neutrons
Les neutrons forment l'un des
deux types de nucléons ( protons et donc neutrons)
présents dans un noyau atomique. Leur charge électrique
est nulle. Ces particules sont éjectées lors des
réactions de fission de l'atome, et créent une
réaction en chaîne, en heurtant d'autres atomes
éjectant à leur tour de nouveau neutron. Ils sont
particulièrement pénétrants, et ne sont
stoppés que par une forte épaisseur de béton ou
d'eau.
2) Les particules
ß-
les particules beta- sont
des électrons provenant d'un atome instable; tandis que les
électrons à hautes vitesses sont en orbite autour d'un
noyau, ils sont "heurtés" par un photon, ce qui les faits
sortir de leur orbite. Ces radiations sont arrêtées par
une simple feuille d'aluminium, mais peuvent traverser
l'épiderme. Ils sont en revanche moins ionisants que les
rayonnements alpha.
Voici les différentes radiations classées selon leurs longueurs d'ondes :
