ONDRAF - Au cœur de la matière

La radioactivité naît au niveau de l'infiniment petit
La radioactivité est un phénomène naturel qui peut être observé au niveau des éléments constitutifs de la matière, l'infiniment petit : celui des noyaux de l'atome. Pour comprendre le phénomène de la radioactivité, nous devons donc plonger au cœur même de la matière.

En quoi consiste réellement un atome ?
Si nous nous concentrons sur n'importe quelle matière jusqu'au niveau le plus réduit, nous finissons par arriver aux atomes. Chaque atome comporte un noyau central, composé de protons à charge positive et de neutrons neutres, qui est entouré par un "nuage" ou "voile" d'électrons à charge négative. Il faut se représenter l'atome comme un système solaire minuscule ayant pour centre le soleil (le noyau) et autour duquel gravitent les planètes (les électrons).

Certains noyaux atomiques sont instables
En règle générale, les noyaux atomiques sont stables. Pour qu'il y ait stabilité, il faut qu'il existe un équilibre entre le nombre de particules (protons et neutrons) présentes dans le noyau. Dans certains atomes, cet équilibre est toutefois perturbé. Soit il y a trop de protons par rapport au nombre de neutrons, soit il y a trop de neutrons par rapport au nombre de protons, ou encore il y en a trop des deux. Autrement dit, un excès d'énergie est présent dans le noyau. On dit alors de ce noyau qu'il est instable ou radioactif, et les matières qui contiennent ce type de noyaux sont elles-mêmes qualifiées de radioactives.

Les noyaux atomiques instables doivent se débarrasser de leur énergie excédentaire

Tôt ou tard, tout noyau atomique instable va subir une modification afin de se débarrasser de son excès d'énergie. L'énergie excédentaire est alors expulsée sous la forme de particules ou d'énergie pure (ondes électromagnétiques). C'est ce qu'on appelle la désintégration radioactive. Quand cela se produit-il ? C'est imprévisible : ce phénomène se produit spontanément et aléatoirement.

Quelle est la quantité d'énergie expulsée ? L'énergie est expulsée jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint dans le noyau. Ceci peut s'effectuer en différentes étapes. Ainsi, l'activité d'une matière radioactive diminue progressivement jusqu'à ce qu'elle ait pratiquement disparu. Après une ou plusieurs désintégrations, le noyau instable s'est transformé en un noyau stable non radioactif.

Le rayonnement des matières radioactives est ionisant

Les rayons du soleil libèrent de l'énergie sous la forme de chaleur. Les rayons des matières radioactives émettent également de l'énergie. Lorsque ces rayons traversent la matière, ils entrent en collision avec des atomes ou des molécules auxquels ils transmettent une partie de leur énergie. Lors de ces collisions, un électron peut être éjecté d'un atome ou, au contraire, se greffer sur un atome ou une molécule. Il en résulte un atome ou une molécule chargé(e) électriquement, c'est-à-dire un ion. Ce phénomène est qualifié d'ionisation. Le rayonnement émis par les matières radioactives est donc qualifié de rayonnement ionisant puisqu'il crée une ionisation au contact de la matière.

Quelle est à présent la différence entre le rayonnement solaire et le rayonnement ionisant ? Le rayonnement solaire émet relativement peu d'énergie tandis que le rayonnement ionisant émet une quantité telle d'énergie qu'il peut entraîner des modifications au niveau de la matière qu'il traverse.

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