Radioactivité
La radioactivité est le phénomène associé à la désintégration spontanée des noyaux instables.
Désintégration radioactive
La désintégration radioactive est une réaction nucléaire spontanée au cours de laquelle un noyau radioactif donne naissance à un noyau plus stable.
Lois de conservation du nombre de masse et du nombre de charge (loi de Soddy)
Lors d'une désintégration nucléaire, il y a conservation du nombre de charge Z et du nombre de masse (de nucléons) A.
| Réactions nucléaires | Spécificité | Exemple | |
|---|---|---|---|
| Spontanées | Désintégration \alpha | Émission d'une particule \alpha : un noyau d'hélium _{2}^{4}He | _{92}^{238}U \ce{->} _{90}^{234}Th^{*} + _{2}^{4}He |
| Désintégration \beta^{-} | Émission d'une particule \beta^{-} : un électron _{-1}^{0}e | _{11}^{24}Na \ce{->} _{12}^{24}Mg^{*} + _{-1}^{0}e | |
| Désintégration \beta^{+} | Émission d'une particule \beta^{+} : un positon _{1}^{0}e | _{10}^{19}Ne \ce{->} _{9}^{19}F^{*} + _{1}^{0}e | |
| Provoquées | Fission | Éclatement d'un noyau lourd après impact d'un neutron _{0}^{1}n | _{0}^{1}n + _{92}^{235}U \ce{->} _{38}^{94}Sr^{*} + _{54}^{139}Xe^{*} + 3 _{0}^{1}n |
| Fusion | Association de deux noyaux légers | _{1}^{2}H + _{1}^{3}H \ce{->} _{2}^{4}He^{*} + _{0}^{1}n |
Activité radioactive
L'activité A d'un échantillon radioactif est égale au nombre de désintégrations se produisant chaque seconde. Elle s'exprime en becquerels (Bq) :
1 Bq = 1 désintégration par seconde
L'équation d'Einstein, E_{\left(J\right)} = m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)}, fait une équivalence entre masse énergie permettant d'interprèter l'énergie de liaison d'un noyau (qui le stabilise) et l'énergie libérée par une réaction nucléaire :
| Différence de masse | Énergie associée | |||
|---|---|---|---|---|
| Nom | Expression | Nom | Expression | |
| Défaut de masse d'un noyau | \Delta m_{\left(kg\right)} = \left(Z \times m_{proton\left(kg\right)} + \left(A-Z\right) \times m_{neutron\left(kg\right)}\right) - m_{noyau _{Z}^{A}X\left(kg\right)} | Énergie de liaison d'un noyau | E_{L \left(J\right)} = \Delta m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)} | |
| Perte de masse lors d'une réaction nucléaire | \Delta m_{\left(kg\right)} = m_{réactifs \left(kg\right)} - m_{produits \left(kg\right)} | Énergie libérée par une réaction nucléaire | E_{l \left(J\right)} = \Delta m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)} | |