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Période radioactive

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Représentation des étapes de la transmutation d’un isotope radioactif. Le cobalt 60 (période 5,26 a) se désintègre en nickel 60 en émettant une particule béta de 0,31 MeV, puis l’atome de nickel excité émet deux photons gamma de 1,17 et 1,33 MeV.
Représentation des étapes de la transmutation d’un isotope radioactif. Le cobalt 60 (période 5,26 a) se désintègre en nickel 60 en émettant une particule béta de 0,31 MeV, puis l’atome de nickel excité émet deux photons gamma de 1,17 et 1,33 MeV.

La période radioactive, ou période, est le temps nécessaire pour que la moitié des atomes d’un isotope radioactif se désintègrent naturellement.

Elle est quelquefois appelée période physique pour la distinguer de la période biologique, qui est le temps au bout duquel la moitié d’une quantité quelconque d’un isotope radioactif a été éliminé de l’organisme.

Le terme demi-vie[1] est parfois utilisé comme synonyme de période radioactive.

Sommaire

[modifier] Un seul isotope radioactif

C'est une propriété statistique : durée à l’issue de laquelle le noyau d’un atome radioactif aurait une chance sur deux de se désintégrer. Cette propriété à l'échelle du noyau atomique ne dépend pas des conditions d'environnement, telles que température, pression, champs, mais uniquement de l'isotope considéré.

Cependant, des travaux récents [2] semblent montrer qu'on peut grandement modifier cette période radioactive de façon significative. Les premièrs calculs de ces auteurs montrent qu'on peut faire passer cette période dans le Ra de 1600 ans, à 16 mois. Cela permettrait d'apporter une solution au problème de stockage des éléments radioactifs.

Le nombre d’atomes d’un isotope radioactif qui se désintègrent naturellement pendant une certaine durée ne dépend ainsi que du nombre d’atomes initial. Par conséquent, la décroissance de ce nombre d’atomes suit une fonction exponentielle décroissante.

La désintégration naturelle des atomes d’un isotope donné peut comprendre plusieurs modes de désintégration ; dans ce cas, la proportion de chacun des ces modes est habituellement indiquée en pourcentage. Par exemple, le chlore 36, de période 301 000 ans, comporte deux modes de désintégration :

Période radioactive
Période radioactive

La période peut varier considérablement d'un isotope à l'autre, depuis une fraction de seconde à des millions ou des milliards d'années.

Périodes radioactives de quelques isotopes
isotope période
krypton 89Kr 3 min
plutonium 239Pu 24×10³ a
uranium 238U 4,5×109 a
thorium 232Th 14×109 a
plomb 204Pb 14×1018 a

L'activité d’un nombre donné d'atomes d'un isotope radioactif est proportionnelle à ce nombre et inversement proportionnelle à la période radioactive de l’isotope.

[modifier] Source radioactive quelconque

Évolution de l’activité (GBq) d’une tonne de combustible nucléaire irradié en fonction du temps (années, échelle logarithmique).
Évolution de l’activité (GBq) d’une tonne de combustible nucléaire irradié en fonction du temps (années, échelle logarithmique).

Une source radioactive contient fréquemment plusieurs et même parfois un grand nombre d’isotopes radioactifs de périodes diverses.

Dans ce cas, la courbe de décroissance de l’activité de cette source est assez éloignée d’une fonction exponentielle décroissante, comme le montre la courbe ci-contre.

La notion de période radioactive n’est donc pas pertinente pour une source radioactive comprenant plus d’un isotope radioactif. Ce cas est courant, puisque qu’il est fréquent que le produit de désintégration d’un isotope radioactif soit lui-même radioactif.

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

[modifier] Liens externes

[modifier] Note

  1. « Demi-vie » est la traduction littérale de l’anglais half-life. Ce terme n’est pas en usage en France dans le domaine nucléaire.
  2. Rolfs, C. "Electron screening in metallic environments: a plasma of the poor man.", Publication della Societa Astronomica Italiana, v.77, p.907 (2006)