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Radioactivité

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et types

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et types

La radioactivité, phénomène indéniablement puissant dans le monde de la physique nucléaire, joue un rôle essentiel dans l'industrie de l'énergie nucléaire. 

L’énergie nucléaire est depuis longtemps une source d’intérêt et de débat, en raison de sa capacité à fournir une source d’énergie hautement concentrée et relativement propre. Cependant, cette source d’énergie comporte des risques considérables, qui proviennent en grande partie de la nature même de la radioactivité.

Dans cet article, nous expliquerons soigneusement le concept de radioactivité, son importance dans la production d'énergie nucléaire et les implications en termes de sécurité que cela implique.

Qu'est-ce que la radioactivité ?

La radioactivité est une propriété que possèdent certains éléments chimiques en raison de l’instabilité de leurs noyaux atomiques. Ces éléments sont appelés « radio-isotopes » et émettent spontanément des particules subatomiques ou un rayonnement électromagnétique dans un processus connu sous le nom de désintégration radioactive ou désintégration radioactive.

La désintégration radioactive se produit dans les noyaux atomiques instables. C’est-à-dire ceux qui n’ont pas assez d’énergie de liaison pour maintenir le noyau ensemble.

Types de radioactivité : Alpha, Bêta et Gamma

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et typesLa radioactivité se manifeste sous trois formes principales : alpha (α), bêta (β) et gamma (γ), chacune ayant des caractéristiques et des propriétés uniques.

Rayonnement alpha (α)

Les particules alpha sont constituées de noyaux d'hélium, composés de deux protons et de deux neutrons.

Ces particules sont relativement grosses et lourdes par rapport aux autres formes de rayonnement, ce qui les rend peu pénétrantes. En fait, une simple feuille de papier ou même l’épiderme humain peuvent arrêter efficacement les particules alpha.

Cependant, s’ils sont inhalés ou ingérés, ils peuvent être dangereux car ils peuvent endommager les cellules en contact direct avec les tissus internes.

Rayonnement bêta (β)

Le rayonnement bêta implique des particules de haute énergie : des électrons (β-) ou des positons (β+). Ces particules sont plus petites et plus légères que les particules alpha et ont une plus grande capacité de pénétration.

Les particules bêta peuvent traverser la peau et les tissus, mais sont bloquées par des matériaux tels que le verre ou le plastique. Le rayonnement bêta peut également être dangereux si des matières radioactives sont avalées ou inhalées.

Rayonnement gamma (γ)

Le rayonnement gamma se présente sous la forme de rayons électromagnétiques hautement énergétiques, similaires aux rayons X, mais avec une énergie plus élevée.

Les rayons gamma sont très pénétrants et peuvent traverser des matériaux denses comme le plomb ou le béton. En raison de sa haute énergie et de sa capacité de pénétration, le rayonnement gamma est particulièrement dangereux pour l'homme et nécessite des mesures de protection appropriées dans les environnements d'exposition.

Origine de la radioactivité : naturelle et artificielle

La radioactivité peut avoir une origine naturelle ou artificielle :

Radioactivité naturelle

La radioactivité naturelle est inhérente à la Terre et à notre environnement ; elle se produit dans la nature en raison de chaînes d'éléments radioactifs naturels d'origine non anthropique.

Certains éléments, comme l'uranium, le thorium et le radium, possèdent des isotopes instables qui se désintègrent avec le temps, émettant des rayonnements. Le rayonnement de fond naturel est la faible et constante exposition à ce rayonnement que nous subissons tous au quotidien.

Les rayonnements d'origine naturelle ont été découverts par hasard par Antoine-Henri Becquerel. Plus tard, grâce aux expériences de Becquerel, Marie Curie découvrit d'autres substances radioactives.

Radioactivité artificielle

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et typesLa radioactivité artificielle est toute radioactivité ou rayonnement ionisant d’origine humaine. Cela implique la création de radio-isotopes par le biais de processus de bombardement nucléaire ou d'irradiation. Ces radio-isotopes sont utilisés dans diverses applications, telles que la médecine et la production d'énergie nucléaire.

Un exemple de radioactivité artificielle est celle générée en médecine nucléaire ou lors des réactions de fission nucléaire des centrales nucléaires pour obtenir de l’énergie électrique.

Applications en sciences

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et typesLa radioactivité a de nombreuses applications bénéfiques dans différents domaines :

  • Médecine : la médecine nucléaire utilise des radio-isotopes pour le diagnostic (tomographie par émission de positons – TEP) et le traitement (radiothérapie) de maladies comme le cancer.

  • Datation radiométrique : La datation radiométrique est utilisée en géologie et en archéologie pour déterminer l'âge des objets et des roches, en fonction de la quantité de radio-isotopes présents.

  • Inspection et tests non destructifs : La radiographie industrielle utilise des rayons X ou des rayonnements gamma pour inspecter les matériaux sans les endommager physiquement, ce qui est essentiel dans l'industrie et la construction.

  • Production d’électricité : l’énergie nucléaire fournit une source d’électricité propre, même si elle présente des défis en matière de gestion des déchets et de sécurité.

Risques pour la santé humaine et l'environnement

La radioactivité, malgré son utilité dans diverses applications, présente des risques importants pour la santé humaine et l'environnement.

Risques pour la santé humaine

Dommages cellulaires et risque de cancer

L'exposition aux rayonnements ionisants, tels que ceux émis par des matières radioactives, peut endommager les cellules et l'ADN du corps humain. À long terme, cela peut augmenter le risque de développer un cancer.

Le degré de risque dépend de plusieurs facteurs, notamment de la dose de rayonnement et de la durée de l'exposition. Les rayonnements alpha, bêta et gamma peuvent avoir des effets nocifs sur la santé humaine s’ils ne sont pas correctement contrôlés.

Effets aigus et chroniques

En plus du risque de cancer, une exposition aiguë à de fortes doses de rayonnement peut entraîner des effets immédiats tels que des lésions des tissus et des organes, un syndrome d'irradiation aigu et, dans des cas extrêmes, la mort, comme ce fut le cas pour Hisashi Ouchi lors de l'accident de Tokaimura.

En revanche, une exposition chronique à de faibles doses de rayonnement peut provoquer des effets non immédiats, tels que des maladies cardiovasculaires ou des cataractes.

Risques environnementaux

Pollution radioactive

Radioactivité naturelle et artificielle : qu'est-ce que c'est et typesLe rejet incontrôlé de matières radioactives dans l’environnement peut entraîner une contamination radioactive.

Cela peut se produire lors de catastrophes nucléaires, d'accidents industriels ou lors d'une mauvaise gestion des déchets radioactifs. Deux exemples qui illustrent ce danger sont les accidents nucléaires de Tchernobyl et de Fukushima.

La contamination radioactive peut affecter la faune, les écosystèmes aquatiques et terrestres ainsi que la chaîne alimentaire, avec des impacts à long terme sur la biodiversité et la santé environnementale.

Déchet radioactif

La production d'énergie nucléaire et d'autres applications radioactives produisent des déchets radioactifs, dont certains ont une demi-vie extrêmement longue.

La gestion sûre de ces déchets constitue un défi majeur, car ils doivent être stockés en toute sécurité pendant des milliers d’années pour éviter la contamination de l’environnement et l’exposition aux radiations.

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Date de Publication: 10 décembre 2009
Dernière Révision: 27 septembre 2023