Elements-Radioactifs | Dr. Goulu

Quelles sont les sources de radioactivité naturelles qui peuvent s'avérer dangereuses pour les personnes qui habitent à proximité ?

Tue, 17 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Principalement le , gaz radioactif produit par la désintégration de l’uranium, qui remonte à la surface et peut s’accumuler dans des caves et sous-sols mal ventilés de certaines régions, principalement granitiques. (pour la France c’est ici et pour la Suisse là .

En France, le radon est responsable d’environ la moitié des 2.9 mSv/an de dose moyenne de radioactivité naturelle reçue par chaque personne.

Selon les normes françaises , à 10mSv on évacue les populations, 20 mSv est la dose maximale pour les travailleurs du nucléaire et on considère 100 mSv comme une forte irradiation.

Pourtant à , l’eau des sources thermales contient du radon produisant une dose de 260 mSv/an de la population depuis des siècles, sans qu’on voie d’effet notable sur la santé.

Dans les mines d’uranium, l’exposition est de l’ordre de 4.4 mSv/an

Il ne faudrait pas oublier l’exposition aux rayons cosmiques, plus élevée en altitude, mais selon elle ne dépasse pas 0.6 mSv/an pour les Boliviens de La Paz par exemple.

Bref, il n’y a pas d’endroit au monde où la radioactivité naturelle soit réellement dangereuse pour la santé, à part peut-être si vous vivez cloîtré dans votre cave dans une région à radon ou que vous ne buvez que de l’eau de Ramsar.

Ou plus exactement il n’y a plus d’endroit dangereux, parce qu’il y a deux milliards d’années il ne fallait pas trop s’aventurer dans le

Notes de bas de page

Pourquoi le technétium, numéro atomique 43, est-il le seul élément radioactif dans une mer d'éléments non radioactifs sur le tableau périodique ?

Mon, 23 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le technétium et le sont des éléments chimiques légers inhabituels dans le sens où ils ne possèdent pas d’isotopes stables. L’explication de ce phénomène est quelque peu compliquée.

À partir du décrivant les , on peut établir une formule semi-empirique (la ) pour estimer l’ . Cette formule prédit l’existence d’une “vallée de la stabilité ” dans laquelle un ne va pas subir de . Les nucléides qui sont en haut de la paroi de la vallée vont se désintégrer pour « tomber » vers le centre de la vallée, en émettant un ou un , ou encore en capturant un électron.

Pour un nombre impair fixé de A, le graphe de l’ en fonction du (nombre de ) a la forme d’une orientée vers le haut, le le plus stable étant situé à la base de la parabole. Une seule émission bêta ou une simple capture d’électron transforme le de masse A en de masse A+1 ou A−1 si le produit a une plus faible et si la différence d’énergie est suffisante pour permettre la . Quand il existe une seule , il ne peut y avoir qu’un seul stable sur cette parabole : celui dont l’énergie de liaison nucléaire est la plus élevée.

Pour un nombre pair fixé de A, le graphe de l’ en fonction du est irrégulier et se représente plutôt par deux paraboles pour les numéros atomiques pairs et impairs, car les isotopes ayant un nombre pair de protons et de neutrons sont plus stables que ceux ayant un nombre impair de .

Dans le cas à deux , lorsque le nombre de nucléons est pair, il arrive exceptionnellement qu’il existe un noyau stable ayant un nombre impair de et de — c’est le cas pour quatre noyaux légers :

2H, 6Li, 10B, 14N. Dans ce cas, il ne peut y avoir d’isotopes stables ayant un nombre pair de neutrons et de protons.

Pour le technétium, (Z = 43), la “vallée de la stabilité bêta” est centrée autour de 98 . Cependant pour chaque nombre de entre 95 et 102, il existe déjà un stable de (Z = 42) ou le (Z = 44). Or le technétium ne peut avoir qu’un seul isotope stable, car il a un nombre impair de protons et ne peut donc avoir d’isotope stable qu’avec un nombre impair de neutrons, maximisant l’énergie de liaison nucléaire ; dans la mesure où il existe déjà des isotopes stables de molybdène ou de ruthénium ayant le même que chacun des isotopes « stables » possibles du technétium, ces derniers auront nécessairement tendance à se transformer en l’un de ces isotopes stables de molybdène ou de ruthénium en changeant un neutron en proton ou réciproquement, respectivement par émission bêta ou par émission de positron ou capture électronique

Merci d’avoir posé la question, je n’avais pas encore lu ce passage limpide de la Wikipedia.

Pourquoi l'uranium 238 n'est-il pas utilisé pour l'énergie nucléaire ?

Sun, 15 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il l’est.

L’uranium 238 est un car il donne un — en l’occurrence, le — par capture d’un puis deux successives avec des de 1 407 secondes et 2,356 jours respectivement :
$${\displaystyle \mathrm {^{1}_{0}n+{}_{\ 92}^{238}U\to {}_{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23,45\ min}]{\beta ^{-}\ 1,265\ MeV}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2,3565\ jours}]{\beta ^{-}\ 0,722\ MeV}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }$$
Cette réaction est mise en œuvre dans les ce qui permet de rendre fissile une partie de l’uranium 238 en le convertissant en 239 fissile. Ce procédé est spécialement utilisé dans les réacteurs , conçus précisément pour générer leur propre à partir de matériaux fertiles, l’ étant naturellement fort peu abondant

Quel type de désintégration radioactive, alpha, bêta ou gamma est le plus dangereux ?

Sun, 15 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La réponse se trouve dans la définition du , qui utilise des facteurs de pondération de l’énergie du rayonnement:

1 pour les , et
2 pour les protons
entre 2 et 20 pour les
20 pour le reste, essentiellement les

Ca peut surprendre si on se rappelle qu’une particule alpha (qui est un noyau d’hélium) est stoppée par une bête feuille de papier, que les bêta s’arrêtent contre une feuille métallique (parce que ce sont des électrons ou des , chargés électriquement) alors que les X et les gamma traversent tout sauf une épaisse couche de blindage.

Justement : nous ne sommes pas une épaisse couche de blindage, ni métalliques : les X et gamma nous traversent facilement, en interagissant peu.

Par contre les alpha, on se les prend en plein dans la viande, et leur énergie peut faire des dégâts à notre ADN en particulier, avec risques de cancers supplémentaires à la clé.

Donc paradoxalement, les rayons les plus néfastes sont ceux contre lesquels il est le plus facile de se protéger : les alpha.

Et ça explique aussi pourquoi une protection qui peut paraître dérisoire comme une combinaison ou des plaques de tôle sont déjà pas mal efficaces contre la radioactivité, au moins alpha et bêta.

Pourquoi l'uranium est-il radioactif ?

Tue, 03 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ n’est presque pas radioactif. Sa demi-vie est de 4.6 milliards d’années, c’est pour ça qu’on en trouve encore dans la nature. On y trouve aussi un peu d’Uranium 235, de demi-vie de 700 millions d’années.

Les avec un numéro inférieur à 235 sont plus radioactifs parce que leurs noyaux n’ont pas assez de neutrons, et ceux qui ont un numéro supérieur à 238 parce qu’ils ont trop de neutrons. Entre les deux le 236 et le 237 sont plus radioactifs que le 235 et 238 parce que leur noyau est bizarre …

En plus, tous les éléments plus lourds que le Bismuth sont instables. En fait même le Bismuth 209 n’est pas totalement stable, mais sa demi-vie est de 19 milliards de milliards d’années, alors on fait comme s’il était stable,

Le tritium est-il radioactif ?

Mon, 22 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

pour compléter la réponse de avec un copié/collé de qui me paraît important:

Le tritium se transforme en par une

L’électron émis emporte en moyenne une de 5,7 keV, le reste est emporté par un électronique (pratiquement indétectable). L’énergie particulièrement faible de l’électron rend le tritium difficile à détecter autrement que par .

La de faible énergie fait que les électrons émis sont rapidement arrêtés dans l’eau et dans les tissus biologiques, après avoir parcouru seulement 6 tout au plus (et en moyenne environ 0,56 μm). Un rayonnement externe est donc rapidement arrêté par la simple surface “morte” de la peau humaine.

Cependant, contrairement à leur rayonnement, la plupart des molécules tritiées comme l’eau tritiée sont facilement absorbées à travers la peau, des membranes ou de tous les êtres vivants. Sa radioactivité ne le rend donc potentiellement dangereux que s’il est inhalé ou ingéré, et a priori uniquement dans les cellules vivantes qu’il aura pénétrées.

Comment l'uranium se forme-t-il naturellement ?

Tue, 18 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tout l’Uranium naturel* qu’on trouve sur Terre s’est formé en quelques secondes lors de la d’une (ou plusieurs…) supernova il y a plus de 5 milliards d’années, avant la formation su système Solaire.

Contrairement à tous les autres éléments radioactifs produits au même instant, il en reste car sa est très longue (~ 4,4688 milliards d’années pour l’ et ~ 703,8 millions pour l’ )

Les autres exceptions sont le (14 milliards d’années) et le (1.251 milliards d’années). Avec l’Uranium ils sont responsables de la plus grande partie de la et de ses conséquences : volcans, tectonique des plaques, et probablement nous.

Note* : il existe aussi quelques isotopes artificiels (= à courte période) de l’Uranium produits lors de diverses réactions nucléaires.

Est-ce que les météorites contiennent des éléments radioactifs ?

Mon, 22 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Les météorites ont été formées en même temps que le système solaire et avaient donc la même composition initiale que les matériaux qui ont formé la Terre et les autres planètes, isotopes radioactifs compris. Ces atomes se sont ensuite désintégrés au même rythme que sur Terre, les météorites ne sont donc pas plus radioactives que les roches terrestres.

Mais comme elles ont été isolées dans l’espace, elles ne se sont pas mélangées à d’autres matériaux comme sur Terre, et leur composition isotopique est intéressante pour déterminer l’environnement qui a formé le système solaire.

En particulier, on y comme ou le qui indiquent que le Soleil est né en même temps que d’autres étoiles à proximité d’une très grosse étoile

source :

Notes de bas de page

Quand la radioactivité d'un déchet cesse-t-elle ?

Mon, 08 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Quand son dernier atome radioactif devient stable, ce qui peut être très très très long.

Prenons une mole d’un isotope radioactif. Elle contient le Nombre d’Avogadro ( 6.0221409e+23 ) atomes. Après chaque il en reste la moitié, donc au bout de log_2(6.0221409e+23) = ~80 demi-vies qu’il y a moins d’une chance sur deux qu’il reste encore un atome de l’isotope initial.

Par exemple pour le , la demi-vie est de 24′110 ans, le dernier atome d’une môle disparaît au bout de 1′928′800 ans.

Le problème, c’est que la désintégration d’un atome d’un isotope de “déchet” peut produire un autre isotope dont la demi-vie est plus longue que la première ! Par exemple le Pu239 ci-dessus transmute en qui a une période de 703 millions d’années, donc le tout reste radioactif beaucoup plus longtemps après la désintégration du dernier atome de plutonium.

Maintenant il faut savoir quelque chose de très important : les substances qui ont les périodes les plus longues sont les moins radioactives, simplement parce que moins d’atomes par seconde transmutent en émettant un particule énergétique. Donc la durée de la radioactivité n’a pas vraiment de sens si on ne tient pas compte de l’activité totale, ou de la “radiotoxicité”, ce qui nous intéresse finalement.

Pour des déchets de centrales civiles, en additionnant les divers types de déchets on obtient une courbe de ce type (notez l’échelle log/log):

On y voit que l’activité des déchets diminue d’un premier facteur 10 en 2000 ans environ, puis d’un autre facteur 10 au bout de 40′000 ans environ, et qu’au bout de 200′000 ans, elle devient inférieure à celle du minerai d’Uranium (horizontale verte). C’est le niveau qui est considéré comme acceptable.