RADIOACTIVITE et / ou RAYONNEMENTS
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RADIOACTIVITE et / ou RAYONNEMENTS IONISANTS Les rayonnements ionisants font partie du spectre électromagnétique tels que les ondes de téléphonie ou la lumière visible. La différence entre toutes ces ondes est leur fréquence et leur longueur d’ondes. La fréquence (Hz) indique le niveau d’énergie de ces ondes. 1.000.000 GHz PHz THz GHz 1.000 GHz 1.000.000.000 Hz 1.000 ‐1.000.000 Hz KHz ‐ MHz 0 à 50 Hz Hz Rayonnements ionisants UV, X, alpha, bêta, gamma et cosmiques Frontière des rayonnements Lumière visible Rayonnements Non ionisants Téléphonie Radio Infra rouge Rayonnements Non ionisants Télévision Radio Rayonnements Non ionisants Cerveau Electricité domestique A partir de la lumière visible nous entrons dans les ondes électromagnétiques de très haute fréquence ou énergie, capables d’ioniser la matière. Les Ultra Violets transmettrons le moins d’énergie, les rayons cosmiques et radioactifs, le plus d’énergie. Les rayonnements les plus énergétiques (à partir des UV) transfèrent assez d’énergie aux électrons de la matière pour les arracher de leur atome. Les atomes ainsi privés de certains de leurs électrons sont alors chargés positivement. Les atomes voisins qui accueillent les électrons se chargeant négativement. C’est la création des ions. Le Photon : Est la particule élémentaire médiatrice de l’interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent ceci se traduit comme un échange de photons (particule de lumière). Les ondes électromagnétiques constituées de photons vont des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible. Les rayonnements ionisants : Les rayons Ultra Violets (UV) : Près de 5 % de l’énergie du soleil est émis sous forme de rayonnement UV. Ils sont classés suivant leur longueur d’onde en UV‐A, UV‐B et UV‐C. Les UV sont les premiers rayons électromagnétiques ionisants (rayons capables de par leur énergie, d’arracher les électrons à la matière). Les rayons X : Ils sont produits par un faisceau d’électrons envoyé sur une cible métallique. Ces électrons, en interagissant avec les électrons des atomes du métal, les font changer de niveau d’énergie et émettre des rayons X. Ces rayons sont utilisés en médecine. Ce sont, au niveau énergétique, les deuxièmes rayonnements ionisants. Les rayons Gamma : Les rayons gamma sont des photons de haute énergie. Ils accompagnent la radioactivité terrestre ou d’autres processus nucléaires (fusion du soleil) ou subatomiques tels que l’annihilation d’une paire électron‐ positron. Dans l’effet photoélectrique, un photon gamma interagit avec la matière en transférant l’intégralité de son énergie à un électron qui est alors éjecté de l’atome auquel il était lié. Nous montons dans le niveau énergétique. Le rayonnement gamma accompagne les autres désintégrations atomiques. Les rayons bêta (moins et plus) : Les rayons bêta moins, émettent des électrons avec des antineutrinos électroniques. Les rayons bêta plus émettent des positrons (électrons positifs) avec des neutrinos électroniques. Ces désintégrations bêtas sont provoquées par des excès de neutrons. La désintégration bêta accompagne les autres désintégrations atomiques. La Fission nucléaire ou radioactivité de l’uranium : L’atome d’uranium est l’atome le plus lourd sur terre en dehors de ses isotopes (isotopes = différence du nombre de neutrons). Le fait qu’il soit si lourd (abondance de protons et d’électrons) le rend instable. Pour retrouver la stabilité il va éjecter un noyau d’hélium (2 protons) et émettre des particules alpha et un gaz appelé Radon. La Fusion Nucléaire : La fusion nucléaire (soleil, étoiles) est avec la fission nucléaire (radioactivité terrestre de l’uranium) l’un des deux principaux types de réaction nucléaires. Dans la fusion nucléaire deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. La fusion de noyaux légers (hydrogène dans le cas du soleil) dégage d’énormes quantités d’énergie. Les produits de la fusion nucléaire sont de l’hélium 4 non radioactifs et des photons de très haute énergie. Si la fusion nucléaire émet des neutrons rapides, ceux‐ci peuvent transformer les noyaux qui les capturent en isotopes radioactifs. Les rayons cosmiques : Le rayonnement cosmique désigne de manière générale le flux de particules de haute énergie présent dans tout l’Univers. Il s’agit principalement de proton et de noyau d’hélium, le reste étant constitué d’électrons, de différents nucléons (noyaux d’atomes) ainsi que de quantités infime d’antimatière légère (antiprotons et positrons). La partie neutre est quant à elle constituée de rayons gamma ainsi que de neutrinos. Nous entrons dans les niveaux d’énergie les plus élevés. La matière noire et rayonnements noirs : Désigne la matière apparemment indétectable, nommée ainsi pour rendre compte d’effets inattendus dans l’Univers. Cette matière représenterait 95 % de la densité totale de l’Univers. Le spectre électromagnétique n’explique pas comment les galaxies tiennent en place, la matière noire est nécessaire pour expliquer ce phénomène.
