Radioactivité, qu'es aquo ?

[LoarwennBZH]

Bonjour à tous. Le titre parle de lui-même : je voudrais savoir précisément ce qu'est la radioactivité. Enfin, je ne suis pas totalement ignorant sur le sujet, que j'ai déjà survolé mais je souhaiterais savoir concrètement ce qui rend des matières plus ou moins radioactives que d'autres... Ces éléments, comme l'uranium pour prendre le premier exemple qui me vienne à l'esprit, se sont retrouvés piégés dans les sols terrestres à la formation de la planète. Ce qui signifie qu'ils étaient présents dans le disque protoplanétaire, mais qu'est-ce qui a fait qu'ils étaient, à ce moment-là, radioactifs ?

 

J'avais pensé à d'autres questions ces jours-ci mais j'en ai zappé quelques unes... Je verrai selon vos réponses.

[charpy]

il y à 3 origines pour les éléments radiocatifs :

- les supernovæs qui forment directement les atomes lourds instables (donc radioactifs), ex : uranium

- le fait d'irradier/ bombarder des éléments stables avec des rayonnements d'assez haute énergie pour déstabiliser les noyaux des atomes (vent solaire de protons, rayons x, gamma, rayons cosmiques....) ex : Al26 formé dans el disque protoplanétaire pendant la phase d'allumage d'une étoile

- et enfin la transformation d'un élément radioactif en sous produits eux même radioactifs. ex : déchets nucléaires, radon...

 

Pour en revenir à ta question de départ qu'est ce que la radioactivité : c'est la transmutation du noyau d'un atome instable en énergie et un autre atome.

 

le rayonnement "radioactif" est la façon d'évacuer la différence d'énergie entre les l'atome de départ et l'atome d'arrivée (E=MC²)

ça peut être un photon (rayon gamma), un électron (rayon béta) ou un noyau d'hélium (rayon alpha)

 

voila en résumé et tu trouveras plein d'autre infos sur wikipedia

 

chaque atome radioactif à une demi vie bien précise. plus la demi vie est courte plus il est instable donc plus le matériaux pur sera radioactif, mais il sera radio actif moins longtemps car tout les atomes auront rapidement été transformé en autre chose (qui peut être aussi radio actif, voir la chaine du thorium et de l'uranium)

Modifié 8 novembre 2015 par charpy

[LoarwennBZH]

Ok, arrête-moi si je me trompe, alors... plus un atome est lourd, c'est-à-dire plus les protons et les neutrons qui le composent sont en nombre élevé, plus il est instable et donc radioactif. Par rapport à ce que tu mets en fin de ton message, cela signifie que plus un élément est lourd et donc instable, plus il est radioactif et plus sa demi-vie sera courte. Et donc en se transformant en éléments moins radioactifs car moins lourds, la demi-vie s'en trouve augmentée.

 

J'avais lu il y a un moment, je ne sais plus trop où, quelque chose sur des nuages de gaz ionisés au sein des nébuleuses. Si je ne me trompe pas. J'ai toujours eu du mal avec cette notion d'ionisation et avec la définition même d'un ion d'ailleurs, mais comme là je planche sur des cours de physique de 1ème S qui sont un peu... "résumés", dirais-je... j'aimerais vraiment comprendre ces choses-là. Enfin, à hauteur de ce que l'on demande pour ce niveau d'étude bien sûr.

 

Du coup pour en revenir à ces nuages, les atomes ou molécules qui les composent ont pu être ionisés par un rayonnement, et ça serait donc à peu près la même chose qu'avec les éléments radioactifs présents sur Terre : leur(s) rayonnement(s) peuvent arracher... arracher quoi au juste finalement ? des protons ? des électrons ?... à la matière. Ils ionisent donc la matière traversée et altèrent par exemple le comportement des molécules les unes avec les autres. Par extension cela remet en cause la structure des cellules et peut causer la mort des êtres vivants exposés aux radiations, etc...

 

Si je résume ce que j'ai compris, la radioactivité c'est le processus qui fait que des atomes instables projettent dans leur environnement proche des "nuages" de particules plus ou moins... énergétiques (???)... qui modifient la matière traversée et peuvent entraîner sa détérioration...

 

Ce qui advient dans le cas d'êtres vivants, c'est la mort à plus ou moins long terme, mais dans le cas de matière inorganique ? Les molécules, je ne sais pas disons d'un mur, d'une chaise, etc, souffrent-elles aussi de ces radiations ? Les effets sont-ils visibles ?

 

Je m'arrête là pour le moment j'ai peur de partir un peu dans toutes les directions

[pfil]

Bonjour,

 

Je vais essayer de répondre à tes interrogations.

 

 

Ok, arrête-moi si je me trompe, alors... plus un atome est lourd, c'est-à-dire plus les protons et les neutrons qui le composent sont en nombre élevé, plus il est instable et donc radioactif. Par rapport à ce que tu mets en fin de ton message, cela signifie que plus un élément est lourd et donc instable, plus il est radioactif et plus sa demi-vie sera courte. Et donc en se transformant en éléments moins radioactifs car moins lourds, la demi-vie s'en trouve augmentée.

 

Ca ne marche pas comme cela, c'est un peu plus compliqué. Il existe en fait une vallée de stabilité, correspondant à un nombre de protons proche ou égal au nombre de neutrons : sauf pour les éléments les plus lourds (uranium, thorium), il s'agit de noyaux stables. Lorsqu'on s'écarte de la vallée, on a des demi-vies généralement plus courtes. Regarde par exemple ici.

 

 

J'avais lu il y a un moment, je ne sais plus trop où, quelque chose sur des nuages de gaz ionisés au sein des nébuleuses. Si je ne me trompe pas. J'ai toujours eu du mal avec cette notion d'ionisation et avec la définition même d'un ion d'ailleurs, mais comme là je planche sur des cours de physique de 1ème S qui sont un peu... "résumés", dirais-je... j'aimerais vraiment comprendre ces choses-là. Enfin, à hauteur de ce que l'on demande pour ce niveau d'étude bien sûr.

 

Du coup pour en revenir à ces nuages, les atomes ou molécules qui les composent ont pu être ionisés par un rayonnement, et ça serait donc à peu près la même chose qu'avec les éléments radioactifs présents sur Terre : leur(s) rayonnement(s) peuvent arracher... arracher quoi au juste finalement ? des protons ? des électrons ?... à la matière. Ils ionisent donc la matière traversée et altèrent par exemple le comportement des molécules les unes avec les autres. Par extension cela remet en cause la structure des cellules et peut causer la mort des êtres vivants exposés aux radiations, etc...

 

Quelques confusions ici.

1) l'ionisation est un phénomène impliquant le cortège des électrons de l'atome, la radioactivité implique le noyau.

2) dans le cas des nuages, les atomes sont ionisés par un rayonnement extérieur (en l'occurrence venant des étoiles). En revanche, la radioactivité est un prénomène spontané. On parle parfois de "radioactivité induite" mais c'est un abus de langage : il s'agit de créer (par bombardement de neutrons principalement) des noyaux qu'on ne trouve pas dans la nature (car leur demi-vie est trop courte) et d'observer leur décroissance.

 

En revanche, tu as raison de dire que lors de la décroissance radioactive, le rayonnement émis (photon gamma, électron, particule alpha) est très énergétique, on les qualifie de rayonnements ionisants.

 

 

Si je résume ce que j'ai compris, la radioactivité c'est le processus qui fait que des atomes instables projettent dans leur environnement proche des "nuages" de particules plus ou moins... énergétiques (???)... qui modifient la matière traversée et peuvent entraîner sa détérioration...

 

Ce qui advient dans le cas d'êtres vivants, c'est la mort à plus ou moins long terme, mais dans le cas de matière inorganique ? Les molécules, je ne sais pas disons d'un mur, d'une chaise, etc, souffrent-elles aussi de ces radiations ? Les effets sont-ils visibles ?

 

Je m'arrête là pour le moment j'ai peur de partir un peu dans toutes les directions

 

Il y a des effets sur la matière "inanimée" (qui peut être organique au sens chimique du terme). Par exemple, dans les défauts peuvent apparaître des défauts liés aux déplacement des atomes suites aux chocs avec les neutrons ou les particules alpha (cherche "déplacement par atome").

 

Sur les êtres vivants, le sujet est un peu complexe, et dépend principalement de la nature de la particule, de sa quantité (on parle de dose), et de l'organe visé. Les particules alpha par exemple sont arrêtées par la peau (sans dommage pour elle) et ne sont dangereux qu'en cas d'ingestion. Les gamma causent des brûlures et à haute dose détruisent le système immunitaire (syndrome d'irradiation aigue). Il y a aussi des effets à long terme (cancers).

[Albuquerque]

On ne doit pas s'instruire de la radioactivité.

Quand on y connaît quelque chose, on ne gobe plus automatiquement l'intégralité du contenu des sites antinucléaires, et ça, c'est mal.

Je suggère le Que sais-je ? n°2797 Environnement et radioactivité, accessible à tous et très bien fait.

Encore que depuis 70 ans il y ait toujours l'excellent De l'atome à l'étoile, QSJ? n°2 par l'astronome Pierre Rousseau.

 

De toute façon il te faut visiblement reprendre le sujet à zéro en t'abstenant de tout vouloir comprendre tout de suite et tout mélanger.

Modifié 8 novembre 2015 par Albuquerque

[Albuquerque]

il y à 3 origines pour les éléments radiocatifs :

- les supernovæs

 

Ooooh !

 

supernovas ou supernovae, pas les deux en même temps !

[LoarwennBZH]

Je n'ai jamais voulu tout comprendre tout de suite, je viens justement ici pour avoir des réponses étant donné que j'ai bien conscience de la fragilité de mes connaissances sur ce sujet

[Qorche]

Ooooh !

 

supernovas ou supernovae, pas les deux en même temps !

 

Et soit quésaco (orthographe française), soit qu'ès acò (expression occitane originale)

[jec]

J'ai récemment écouté un podcast (podcastscience) qui aborde ce sujet (en 2nde partie), ça explique plutôt bien, voilà le lien : https://soundcloud.com/podcastscience/32-du-popcorn-et-de-la

[Qorche]

Bonjour,

 

les éléments radioactifs des disques protoplanétaires sont issus de supernovas.

 

Ils sont le résultat du bombardement de noyaux légers par d'intenses flux de neutrons provoqués par l'effondrement du noyau. Cependant les noyaux à courte demi-vie ont largement le temps de se rapprocher de la vallée de la stabilité où les processus de transmutation (radioactivité, fission) sont beaucoup plus lents.

 

La transmutation de l'uranium et du thorium a beau être très lente, lorsqu'un noyau d'actinide subit une désintégration, il passe par une chaîne de réactions plus ou moins rapides (en demi-vie) avant d'acquérir un état plus stable (ex. plomb 208). Et c'est là l'origine de la radioactivité naturelle.

 

Les rayonnements ionisants issus des étoiles (UV, X), ont une énergie rarement suffisante pour toucher aux noyaux mais affecte l'ionisation des atomes comme son nom l'indique.

 

En revanche, les rayons γ émis par les désexcitations de noyaux atomiques sont si énergétiques qu'ils ont un fort pouvoir ionisant. De même rayons α et β sont ionisants car ce sont des particules chargées très rapides.

[LoarwennBZH]

Et soit quésaco (orthographe française), soit qu'ès acò (expression occitane originale)

 

Personnellement j'ai toujours vu "qu'ès aquò". Mais l'occitan, bon, ce n'est pas vraiment une langue uniforme avec une orthographe officielle et parfaitement règlementée, sauf erreur de ma part.... ^^"

 

J'ai récemment écouté un podcast (podcastscience) qui aborde ce sujet (en 2nde partie), ça explique plutôt bien, voilà le lien : https://soundcloud.com/podcastscience/32-du-popcorn-et-de-la

 

Merci j'écouterai ça dès que possible.

[Fred_76]

.

Modifié 9 novembre 2015 par Fred_76

[Albuquerque]

Je n'ai jamais voulu tout comprendre tout de suite, je viens justement ici pour avoir des réponses étant donné que j'ai bien conscience de la fragilité de mes connaissances sur ce sujet

 

Oui, mais imagine que je te demande de m'expliquer un diagramme de distribution tout en reconnaissant ignorer ce qu'est une soupape, bon, voilà, c'est un peu ça.

[Qorche]

Personnellement j'ai toujours vu "qu'ès aquò". Mais l'occitan, bon, ce n'est pas vraiment une langue uniforme avec une orthographe officielle et parfaitement règlementée, sauf erreur de ma part.... ^^"

Graphie mistralienne, quand tu nous tiens

[Fred_76]

La masse d'un élément n'est pas en rapport avec sa radioactivité. Il existe des éléments légers radioactifs et des éléments lourds qui ne le sont pas (enfin jusqu'à une certaine limite).

 

Ce qui compte c'est l'équilibre des éléments constitutifs du noyau (protons, neutrons). Quand il y a trop de protons par exemple, leur force répulsive (ils ont le même signe) va dépasser l'interaction forte qui les lie et on aura un noyau instable. Il faut alors un certain nombre de neutrons dans la soupe pour modérer cette force répulsive. A l'inverse, s'il y a trop de neutrons, l'interaction forte qui lie les éléments sera diluée et le noyau sera instable.

 

Pour mémoire, un atome est défini par son nombre de protons, ou numéro atomique. C'est ce nombre qui lui donne ses propriétés chimiques. Vient ensuite le nombre de neutrons. Dans la table périodique, les éléments sont rangés par numéros atomiques :

 

 

Ainsi l'oxygène porte le n° 8.

 

Par contre, chaque élément peut contenir un certain nombre de neutrons. On appelle ça les isotopes d'un élément. Par exemple l'oxygène peut avoir entre 5 et 12 neutrons. Mais seuls les noyaux avec 8 à 10 neutrons seront stables (en jaune sur le schéma ci-dessous), les autres seront radioactifs (en vert) :

 

 

On voit sur l'image ci-dessous qu'au delà du numéro atomique Z=82 (Plomb), plus aucun noyau n'est stable, quelque soit le nombre de neutrons. Mais certains plus légers que le plomb, donc avec moins de protons, comme le Technécium (Z=43) ou le Prométhium (Z=61), sont toujours instables :

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Table_isotopes_en.svg/2000px-Table_isotopes_en.svg.png (grosse image)

 

Il y a divers produits issus des instabilités :

- béta moins : un neutron est converti en protron : émission d'un électron avec un anti neutrino, c'est le rayonnement béta-, le nombre atomique monte d'un cran

- béta plus : un proton est converti en neutron : émission d'un positron avec un neutrino, c'est le rayonnement béta+, le nombre atomique diminue d'un cran

- alpha : perte de deux neutrons et deux protons : un noyau d'Hélium se sauve, c'est le rayonnement Alpha, le numéro atomique diminue de deux crans

- gamma, X, UV : le noyaux ou les électrons se réorganisent en passant d'un niveau excité à un niveau moins excité, il y a émission de photons plus ou moins énergétiques, c'est le rayonnement UV, X ou gamma. Il est souvent associé à une désintégration béta ou alpha.

- protonique : le noyau expulse un proton (ou 2 dans certains cas)

- neutronique : le noyau expulse un neutron, en réagissant par exemple avec une particule Alpha

- fission : un noyau se scinde en deux noyaux distincts, cette réaction est associée à tout le panel des radiations décrites ci-dessus

 

Tout cela se mélange, par exemple une particule alpha peut frapper un atome qui va émettre un neutron à son tour, et ce neutron peut alors produire une fission d'un autre atome, fission qui va s'accompagner de l'émission d'autres neutrons, les deux noyaux issus de la fission se désexcitant en émettant des rayons gamma, etc.

Modifié 9 novembre 2015 par Fred_76