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.
Chiffres clés
- Découverte
- 1896 (Becquerel)
- Unité d'activité
- le becquerel (Bq)
- Demi-vie du carbone 14
- ≈ 5 730 ans
- Protection
- distance · écran · temps
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 noyau plus stable, 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. C'est ce qui détermine la protection nécessaire.
- 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 statistique devient parfaitement régulière. 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 éléments, 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 : la fission de l'uranium produit l'électricité des centrales nucléaires.
Un rayonnement à respecter
À forte dose, les rayonnements endommagent les cellules vivantes : d'où des règles strictes de radioprotection, résumées par trois mots — distance, écran et temps d'exposition. À faible dose, la radioactivité naturelle qui nous entoure est sans danger : nous vivons avec depuis toujours.
Simulation · Décroissance radioactiveObserve la demi-vie sur un grand nombre de noyaux