Comment la radioactivité se dissipe-t-elle ?

Juste pour compléter la partie concernant la radioactivité.

Les atomes radioactifs sont instables : naturellement, ils se dégradent en émettant des particules (des noyaux d’hélium, dans ce cas il s’agit de radioactivité alpha, des électrons et des positrons, c’est la radioactivité béta) et en se transformant au passage en d’autres atomes qui sont stables.

Ce sont les particules émises qui sont dangereuses et qu’on appelle « radioactivité », puisqu’en cognant notre ADN, elles peuvent le dénaturer, provoquer des mutations qui peuvent aboutir en cancer. Si la source de particules est située dans le corps, le danger n’en est que plus accru : c’est pourquoi on prend des pastilles d’iode qui saturent la thyroïde et empêchent l’iode radioactif ingéré de s’y fixer, puis d’émettre de la radioactivité depuis l’intérieur du corps. C’est pour cette raison aussi qu’après un incident nucléaire il faut éviter de manger des légumes frais.

Les rayonnements radioactifs (les particules alpha et béta émises) sont capables de parcourir une certaine distance et de traverser certains matériaux, mais en perdant de la puissance au fur et à mesure. Ainsi, si les grosses enceintes protectrices se fissurent à Fukushima, la radioactivité peut diffuser à proximité et devenir dangereuse, mais son importance diminue assez vite. Le plus gros problème vient si les éléments radioactifs eux mêmes sont déplacés, et donc émettent leur radioactivité autre part. Ainsi, de l’iode radioactif peut-être vaporisé hors du réacteur, former un nuage, voyager avec les vents, puis émettre de la radioactivité à Tokyo.

Pourquoi et quand les atomes instables se dénaturent ? Sauf réaction en chaine comme dans les centrales, ils le font tous seuls, et complètement au hasard. C’est comme si chaque particule, à chaque seconde, tirait au hasard pour savoir si elle se désintègre ou non, avec un probabilité très faible. Notons que la probabilité de désintégration ne dépend que du type d’atome, ce sera la même pour tous les atomes d’iode 131, etc.

Donc si on a un gros ensemble d’atomes potentiellement radioactifs, au début on va en avoir beaucoup qui se désintègrent (imaginons que la probabilité de se désintégrer soit de 1/100 pour chaque atome et chaque seconde, dans ce cas environ 1/100 des atomes va se désintégrer la première seconde et donc la radioactivité sera très élevée, puis au fur et à mesure il va y en avoir de moins en moins qui se désintègrent par seconde, puisque le stock d’atomes potentiellement radioactif diminue, ce ne sera plus que 1/100 de « ceux qui restent ».

On pourrait donner la probabilité de désintégration par seconde par type d’atome radioactif, mais ce n’est pas pratique. A la place, on préfère utiliser la période radioactive, ou temps de demie-vie. C’est, par élément, le temps nécessaire pour que la moitié d’un stock d’atomes instables se soit désintégré et c’est toujours le même.

A noter : il n’existe pas de temps de disparition complète, puisque une fois que le temps de demie-vie est passée et que la moitié des atomes instables a disparu, il faudra le même temps pour que la moitié restante de cette moitié disparaisse, puis encore le même temps pour la moitié de la moitié de la moitié... Il faudrait donc un temps infiniment long pour que tous les atomes se soient désintégrés.

C’est parce que les demi-vies sont différentes que la première étape du traitement des déchets nucléaires est de séparer les éléments entre eux. On sépare ceux qui sont très actifs et dangereux au début mais qui disparaissent vite, de ceux qui mettront très longtemps à perdre leur radioactivité mais qui au final émettent peu.

Enfin, vous êtes peut-être intrigués par les numéros accolés aux éléments, comme Radium 226, Césium 137… Il s’agit des « isotopes » . En fait, pour chaque type d’élément (oxygène, uranium, carbone, etc) il existe différentes versions, les isotopes, qui varient par le nombre de neutrons dans le noyau et donc la masse totale. Certains des isotopes sont stables, d’autres instables (donc radioactifs). Par exemple, l’isotope 14 du carbone, le fameux carbone 14, est instable : en mesurant combien il en reste dans une matière organique, on détermine son âge. Et quand un isotope instable se désintègre en émettant de la radioactivité, il se transforme généralement en un isotope stable (d’un autre atome).

Ok pour ce tableau mais pourquoi parler de l’Uranium 238 qui est très peu radioactif ?

Pour faire peur ?

Parler de l’uranium 238 revient à parler du granit en Bretagne ... Pas plus de risques en terme de radioactivité.