La radioactivité

Certains noyaux d'atomes sont instables : ils se transforment spontanément en émettant un rayonnement. C'est la radioactivité, découverte par Henri Becquerel en 1896 et étudiée par Marie Curie — première personne à recevoir deux prix Nobel.

Des noyaux instables

Un atome est fait d'un noyau (protons et neutrons) entouré d'électrons. Dans certains noyaux, l'équilibre est fragile : ils sont radioactifs et se transforment tout seuls en un autre noyau, qui peut lui-même être radioactif, en éjectant de la matière ou de l'énergie sous forme de rayonnement.

Le phénomène est naturel : on en trouve dans les roches, dans l'air (radon), et même dans notre corps. Il a été découvert par hasard en 1896 par Henri Becquerel, puis exploré par Marie et Pierre Curie.

Trois rayonnements

On distingue trois grands types de rayonnements, de pouvoir de pénétration croissant. La protection dépend aussi de leur énergie et d’une éventuelle contamination interne : une particule alpha peu pénétrante peut être dangereuse si elle est émise dans le corps.

• alpha (α) : peu pénétrant, arrêté par une simple feuille de papier ou par la peau ;
• bêta (β) : plus pénétrant, arrêté par une plaque d'aluminium de quelques millimètres ;
• gamma (γ) : très pénétrant, il faut du plomb ou du béton épais pour s'en protéger.

La demi-vie

On ne peut pas prévoir quand un noyau donné se désintégrera : c'est le hasard. Mais sur un très grand nombre de noyaux, la décroissance devient prévisible statistiquement. La demi-vie est le temps au bout duquel la moitié des noyaux se sont désintégrés.

Après une demi-vie, il reste la moitié des noyaux ; après deux, le quart ; après trois, le huitième… Selon les isotopes, la demi-vie va de la fraction de seconde à des milliards d'années — celle du carbone 14 est d'environ 5 730 ans.

À quoi ça sert

Bien maîtrisée, la radioactivité est très utile :

• Datation : le carbone 14 permet de dater os, bois et vestiges de quelques dizaines de milliers d'années.
• Médecine : imagerie (scintigraphie, TEP) et traitement de certains cancers par radiothérapie.
• Énergie nucléaire : la fission de l'uranium produit l'électricité des centrales nucléaires.

Un rayonnement à respecter

Naturel ne signifie pas sans risque. Les effets dépendent notamment de la dose reçue, de la durée d’exposition et de la façon dont la matière radioactive entre en contact avec le corps. Le radon, gaz naturel qui peut s’accumuler dans les bâtiments, en est un exemple. La radioprotection consiste à limiter les expositions inutiles.