Explication du phénomène Les différents rayonnements

Dotés d’un surplus d’énergie, les atomes radioactifs se désintègrent naturellement en émettant des rayonnements invisibles qui diffèrent par leur nature et leur pouvoir de pénétration dans l'air ou la matière. Il existe principalement trois types de rayonnements : alpha, bêta ou gamma.

Les atomes radioactifs : une énergie débordante !

La radioactivité est un phénomène naturel qui naît au cœur de l’atome. Dans le noyau instable d’un atome radioactif, il existe ainsi un surplus d’énergie qui conduit à une désintégration de l’atome en un autre atome. Pendant cette transformation, l’atome expulse son énergie excédentaire sous la forme de rayonnements invisibles : on parle de rayonnements ionisants.

Il existe trois types de rayonnements ionisants de nature et d’intensité différentes : alpha, béta et gamma.

Le rayonnement alpha

Illustration du rayonnement alpha

Le rayonnement alpha est émis par les atomes possédant trop de protons ou de neutrons. Il correspond à l’émission d’un noyau d’atome d’hélium, composé de deux protons et de deux neutrons : la particule alpha. Sa portée dans l’air est de quelques centimètres seulement. Il peut être arrêté par une simple feuille de papier.

Exemple :

Un atome de radium 226 se transforme en un atome de radon 222. Sa désintégration provoque l’émission d’une particule alpha.

 

Le rayonnement bêta

Illustration du rayonnement bêta

Le rayonnement bêta est émis par des atomes ayant un écart trop important entre le nombre de protons et de neutrons. Il correspond à deux types de transformations pouvant survenir dans un radionucléide :

  • un neutron se transforme en proton et le noyau émet un électron chargé négativement,
  • un proton se transforme en neutron et le noyau émet un anti-électron chargé positivement.

Sa portée dans l'air est de quelques mètres. Il peut être arrêté par une feuille d'aluminium.

Exemple :

Un atome de cobalt 60 devient un atome de nickel 60. Un de ses neutrons se transforme en proton en émettant un électron.

Le rayonnement gamma

Illustration du rayonnement gamma

Le rayonnement gamma est émis par les atomes possédant un trop plein d'énergie. Il s’agit d’une onde électromagnétique de même nature que la lumière ou les rayons X, mais beaucoup plus énergétique.

Le rayonnement gamma est bien plus pénétrant que les autres types de rayonnements. En fonction de son énergie, il peut parcourir plusieurs centaines de mètres dans l’air. Une forte épaisseur de plomb ou de béton est nécessaire pour les arrêter.

Exemple :

Le cobalt 60 se transforme en nickel 60 "excité", qui lui même retrouve sa stabilité en émettant des rayonnements gamma.