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Piscine de combustible nucléaire usé

Matériaux radioactifs : définition, types et exemples

Matériaux radioactifs : définition, types et exemples

Le mot « rayonnement » fait référence à l'énergie qui voyage dans l'espace sous forme d'ondes ou de particules. Le phénomène de radioactivité se produit lorsque les atomes se désintègrent et libèrent des particules alpha, bêta et gamma.

Une matière radioactive est une matière qui émet ces radiations sans avoir recours à aucune source externe. Si nous sommes stricts avec cette définition, tous les matériaux existants contiennent des isotopes radioactifs, y compris les personnes. Cependant, la plupart ne présentent aucun danger pour la santé et ne nécessitent aucun type de protection. Lorsque la proportion de radioactivité est suffisamment importante pour nécessiter une protection, on parle de substance radioactive.

Dans ce guide, nous verrons une explication sur les matières radioactives, ainsi que quelques exemples pour mieux comprendre sa signification.

Que sont les matières radioactives ?

Une matière radioactive est une matière qui contient des particules radioactives. Les particules radioactives sont des atomes qui se désintègrent spontanément en libérant un rayonnement. Le rayonnement peut être nocif pour le corps humain s'il y est exposé pendant une longue période.

Les matières radioactives sont utilisées dans divers contextes, par exemple en médecine et en recherche. En médecine, les matières radioactives sont utilisées pour traiter des maladies telles que le cancer. En recherche, les matières radioactives sont utilisées pour étudier les atomes et les molécules.

Déchets nucléaires

Les déchets nucléaires sont les matières radioactives générées en tant que sous-produit de l'exploitation de l'énergie nucléaire.

Quelques exemples de déchets nucléaires sont le combustible utilisé dans les réacteurs nucléaires, les produits de fission et les déchets radioactifs. 

Les centrales nucléaires sont capables d'obtenir une grande quantité d'énergie électrique en contrôlant une réaction en chaîne de réaction de fission de l'uranium. Cependant, le combustible usé est un important émetteur de rayonnements ionisants.

Il existe des protocoles spéciaux pour la gestion des matières radioactives provenant des centrales nucléaires qui comprennent à la fois le combustible usé et les vêtements, les outils et autres articles radioactifs.

Qu'est-ce que la radioactivité ?

La radioactivité est un phénomène naturel ou artificiel par lequel certains éléments chimiques (appelés radio-isotopes) se désintègrent spontanément, émettent un rayonnement et/ou libèrent de l'énergie.

La plupart des radio-isotopes sont stables, mais certains sont instables et se désintègrent avec le temps. La vitesse à laquelle ces réactions se produisent est différente pour chaque radio-isotope.

La radioactivité peut être naturelle ou artificielle. La radioactivité dite naturelle est l'émission de rayonnement ionisant qui se produit naturellement à l'intérieur de la Terre. La radioactivité dite naturelle est un phénomène physique qui se produit dans toutes les régions du monde et est présent chez tous les êtres vivants.

Cependant, il existe des processus chimiques pour rendre les atomes encore plus instables pour, par exemple, faciliter les réactions en chaîne dans les réacteurs nucléaires. Le plutonium est un exemple de matière radioactive créée artificiellement.

types de rayonnement

Le rayonnement peut être mis en évidence par l'émission de trois types de particules :

-Rayonnement alpha : Constitué de particules chargées positivement, les noyaux d'hélium (4He), qui sont émis par les noyaux des atomes instables. Il a une portée réduite et ne pénètre pas la peau et même pas une feuille de papier. Cependant, ce type de rayonnement est dangereux s'il est inhalé ou ingéré.

-Rayonnement bêta : Ce sont des particules chargées électriquement qui sont émises par les noyaux des atomes instables. La radioactivité bêta est moins nocive que l'alpha, car la plupart des particules bêta s'arrêtent au niveau de la peau.

-Rayonnement gamma : Un rayon gamma est un type d'onde électromagnétique similaire à la lumière, mais avec une fréquence beaucoup plus élevée. Le rayonnement gamma est très pénétrant et peut être très nocif.

Qui a découvert les matières radioactives ?

La radioactivité a été découverte en 1896 par le physicien français Henri Becquerel par hasard alors qu'il travaillait avec une plaque photographique. Il a remarqué qu'un cristal d'uranium dégageait des rayons invisibles, même enfermé dans un tiroir.

Becquerel a partagé le prix Nobel de physique 1903 avec Marie Curie et Pierre Curie pour leurs travaux sur la radioactivité.

Quels sont les différents types de matières radioactives ?

Les matières radioactives se répartissent en trois grandes catégories : les oxydes, les métaux et le sel.

  • Les oxydes des éléments lourds, comme l'uranium et le thorium, sont les plus radioactifs.

  • Les métaux, dont le plomb et le mercure, sont moins radioactifs que les oxydes.

  • Les sels, tels que le sel gemme ou le chlorure de sodium, sont généralement moins radioactifs que les oxydes ou les métaux.

Comment le rayonnement possédé par un matériau est-il mesuré ?

Le rayonnement d'un matériau est mesuré à l'aide d'un instrument appelé radiomètre. Ce dispositif est constitué d'une caméra sensible aux radiations, qui se trouve à l'intérieur d'une sphère opaque. La caméra est connectée à un compteur Geiger, qui enregistre la quantité de rayonnement présente dans le matériau.

Le compteur Geiger est un dispositif à décharge gazeuse pour le comptage automatique des particules ionisantes entrant dans le compteur. Cet appareil a été inventé en 1908 par Hans Geiger.

Une unité commune pour mesurer le rayonnement est le sievert (Sv). Cette unité indique le potentiel de causer des dommages aux organes et aux tissus des personnes. 

Étant donné que le sievert est une très grande unité, des unités plus petites telles que le millisievert (mSv) sont couramment utilisées.

Comment les matières radioactives affectent-elles la santé ?

Les matières radioactives émettent des rayonnements qui peuvent être très nocifs pour la santé, car ils peuvent provoquer des cancers et d'autres maladies graves.

Les effets sur la santé de l'exposition à des matières radioactives dépendent de la quantité de rayonnement à laquelle vous êtes exposé, ainsi que de la durée de l'exposition. Le plus grand rejet de matières radioactives s'est produit à la suite de l' accident nucléaire de Tchernobyl. La plupart de ces matériaux se sont déposés à proximité de l'usine car ces éléments ont été affectés par le champ magnétique terrestre.

D'autre part, la personne qui a reçu la dose de rayonnement la plus élevée était Hisashi Ouchi dans une usine de traitement de combustible nucléaire.

Par conséquent, il est important d'éviter autant que possible l'exposition à des matières radioactives.

Exemples d'éléments radioactifs

Voici quelques exemples marquants d'éléments radioactifs :

  • Eau lourde: L'eau lourde est une forme d'eau qui contient un plus grand nombre d'atomes d'hydrogène que l'eau normale. Il est radioactif car le noyau des atomes d'hydrogène est plus proche du noyau de l'atome d'oxygène.

  • Isotopes de l'uranium : Les isotopes sont des atomes d'un élément chimique qui ont le même numéro atomique, mais diffèrent par le nombre de neutrons dans le noyau. Certains isotopes sont stables, tandis que d'autres sont instables et se désintègrent avec le temps, comme l'uranium, le plutonium ou le thorium. Les isotopes instables sont appelés isotopes radioactifs.

  • Éléments transuraniens : les éléments transuraniens sont les éléments dont le numéro atomique est supérieur à 92 (uranium). En raison de leur structure, ces éléments sont très instables et se décomposent rapidement en d'autres substances.

Sur ce site, vous pouvez consulter les substances radioactives les plus importantes .

Quelles sont les matières radioactives les plus courantes ?

Les matières radioactives les plus courantes sont l'uranium, le plutonium et le thorium. Ces éléments se trouvent dans la nature et sont utilisés dans l'industrie pour produire de l'énergie nucléaire. 

L'uranium est la matière radioactive la plus abondante sur Terre et se trouve dans les roches et les minéraux. Le plutonium est un élément artificiel créé dans les réacteurs nucléaires. Le thorium est un élément naturellement présent dans la croûte terrestre.

Quelle est la matière radioactive la plus dangereuse ?

La matière radioactive la plus dangereuse est le plutonium, étant l'une des substances les plus toxiques pour l'homme. Le plutonium est un métal lourd présent dans la nature en petites quantités.

D'une part, il ne peut pas pénétrer la peau, mais en cas d'ingestion ou d'inhalation après une fuite ou un accident nucléaire, les particules de plutonium peuvent affecter les os, les poumons ou d'autres organes majeurs et, avec le temps, peuvent provoquer un cancer. .

Le plutonium est couramment utilisé dans les armes nucléaires et les centrales nucléaires.



Auteur :

Date de publication : 14 janvier 2023
Dernier examen : 14 janvier 2023