Transformations nucléaires : Radioactivité α, β, γ

Introduction

La radioactivité est un phénomène naturel par lequel certains noyaux instables se transforment en noyaux plus stables en émettant des particules ou des rayonnements. On distingue trois types de radiations : α, β et γ.

Radioactivité α

Lors de la désintégration α, un noyau instable perd une particule α, composée de 2 protons et 2 neutrons (c’est une copie de l’helium \(^4 ext{He}\)).

Equation générale : \[ ^A_ZX ightarrow ^{A-4}_{Z-2}Y + ^{4}_2 ext{He} \]

Exemple : \(\) \[ ^{238}_{92}U ightarrow ^{234}_{90}Th + ^{4}_2 ext{He} \]

Caractéristiques :

• Charge : +2e
• PN neutrons : diminue de 2
• Impact sur la masse : diminue de 4 u

Radioactivité β

Dans la désintégration β, un neutron du noyau se transforme en proton, libérant un électron (\( eta^- \)) et un antineutrino.

Equation : \[ ^A_ZX ightarrow ^A_{Z+1}Y + eta^- + ar{ u} \]

Exemple : \(\) \[ ^{14}_6 ext{C} ightarrow ^{14}_7 ext{N} + eta^- + ar{ u} \]

Caractéristiques :

• Charge : -e pour l’électron émis
• PN neutrons : diminue de 1, PN protons : augmente de 1
• Pas de changement dans la masse atomique (approximation)

Radioactivité γ

Lors d’une désintégration nucléaire, le noyau peut d’abord atteindre un état excité puis libérer de l’énergie sous forme de rayonnements électromagnétiques γ sans modification du nombre de nucléons.

Equation : \[ ^A_Z*X ightarrow ^A_ZX + \gamma \]

Caractéristiques :

• Pas de changement de nombre atomique ou de masse
• Rayon de haute énergie, très pénétrant

Comparaison des radiations

Type de radiation	Chargé/e	Pénétration	Matériel d'atténuation
α	+2e	faible	papier, peau
β	-e	moyenne	métal léger (alu)
γ	aucune	forte	plomb, béton

Conclusion

Les transformations nucléaires par radioactivité sont essentielles en physique nucléaire, en médecine et en industrie. La compréhension de ces radiations permet de protéger et d’exploiter leur énergie en toute sécurité.