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Qu'est-ce que la radioactivité ?La radioactivité est la transformation spontanée d'un noyau atomique instable en un autre noyau, avec émission de particules ou de rayonnements. Ce phénomène a été découvert en 1896 par Henri Becquerel, puis étudié par Pierre et Marie Curie. Il concerne les noyaux trop lourds ou trop riches en neutrons, qui cherchent à gagner en stabilité. La radioactivité est partout autour de nous : dans les roches, l'air, les aliments, et même dans notre propre corps.
📖 Définition
Un noyau radioactif est un noyau instable qui se désintègre spontanément en émettant un rayonnement.
🔍 Exemple
Le carbone 14, présent dans tous les êtres vivants, est un noyau radioactif naturel utilisé pour dater des vestiges anciens.
💡 À retenir : La radioactivité est une transformation nucléaire spontanée qui libère de l'énergie.
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Les trois types de rayonnementsLors d'une désintégration radioactive, le noyau peut émettre trois types de rayonnements. Le rayonnement alpha (α) est un noyau d'hélium, lourd et peu pénétrant, arrêté par une feuille de papier. Le rayonnement bêta (β) est un électron, plus pénétrant, arrêté par une plaque d'aluminium. Le rayonnement gamma (γ) est une onde électromagnétique très énergétique, très pénétrante, stoppée par une épaisse couche de plomb ou de béton.
⭐ À retenir
α : noyau d'hélium, peu pénétrant. β : électron, pénétrant. γ : onde électromagnétique, très pénétrant.
🔍 Exemple
En médecine nucléaire, on utilise des traceurs radioactifs émetteurs gamma pour réaliser des scintigraphies.
💡 À retenir : Les trois rayonnements radioactifs sont alpha (α), bêta (β) et gamma (γ), de pouvoirs pénétrants croissants.
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Loi de décroissanceLa demi-vie (ou période radioactive) est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs d'un échantillon se désintègre. Cette durée est caractéristique de chaque noyau : 5730 ans pour le carbone 14, 8 jours pour l'iode 131, ou 4,5 milliards d'années pour l'uranium 238. Après une demi-vie, l'activité de l'échantillon est divisée par deux. Ce principe permet de dater des objets anciens ou de déterminer la durée de stockage des déchets nucléaires.
📢 Rappel
N₀ est le nombre initial de noyaux radioactifs, n est le nombre de demi-vies écoulées.
🔍 Exemple
Pour le carbone 14 (demi-vie 5730 ans), après 5730 ans il reste la moitié des noyaux initiaux, après 11460 ans il en reste le quart.
💡 À retenir : La demi-vie est le temps au bout duquel la moitié des noyaux radioactifs d'un échantillon se sont désintégrés.
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Applications et protectionLa radioactivité a de nombreuses applications bénéfiques : imagerie médicale (scanner, scintigraphie), radiothérapie contre le cancer, stérilisation de matériel médical, ou encore datation au carbone 14 en archéologie. Cependant, une exposition excessive aux rayonnements ionisants peut endommager les cellules vivantes et provoquer des cancers. Pour se protéger, on applique trois règles : s'éloigner de la source, limiter le temps d'exposition et utiliser des écrans de protection adaptés au type de rayonnement.
⭐ À retenir
Les trois règles de radioprotection : s'éloigner de la source, réduire le temps d'exposition, interposer un écran.
🔍 Exemple
En radiologie, le personnel se protège avec un tablier plombé et se place derrière un écran lors de la prise de clichés.
💡 À retenir : La radioactivité est utile mais nécessite des précautions : distance, durée, écran.