2.2. Radioactivité
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Remarque : La radioactivité de type β
+ n’est observée qu’avec les isotopes artificiels.
z Évolution temporelle d’une désintégration radioactive
Un déclin radioactif obéit à une cinétique d’ordre 1 : la vitesse de désintégration,
, est à tout
instant t proportionnelle au nombre d’atomes radioactifs N présents à cet instant.
(2.1)
λ est la constante de vitesse de désintégration, et a la dimension : temps
–1 . Elle ne dépend que
de la nature des noyaux radioactifs et est indépendante de la température.
L’intégration de l’équation différentielle 2.1 entre l’instant initial t = 0 où N = N 0 , et l’instant t
où il reste N atomes radioactifs, conduit à :
(2.2)
ou :
(2.3)
La période T est le temps au bout duquel le nombre initial d’atomes radioactifs a été divisé par
deux. La valeur de T est indépendante de N 0 .
(2.4)
z Activité d’une source radioactive
L’activité A d’une source radioactive (ou radioactivité) à un instant donné est égale à la vitesse
de désintégration des noyaux radioactifs qui la constituent à cet instant :
A =
= λN
(2.5)
L’unité de A est le becquerel (Bq) ; 1 Bq = 1 désintégration par seconde.
Tableau 2.1
Rayonnements constituant la radioactivité.
Rayonnement
α
β –
β +
γ
Type
d’émission
noyaux d’hélium électrons
+
antineutrinos
positons
+
neutrinos
radiation
électromagnétique
de haute énergie
Schéma
He
4
2
e
0
1
–
ν
0
0
e
0
+1
ν
0
0
Z
A X→ → 2
4 He + Z−2
A−4 Y Z
A X→ −1
0 e + Z +1
A Y + 0
0 ν Z
A X→ +1
0 e + Z −1
A Y + 0
0 ν Z'
A' Y* → Z'
A'
′
′
′
' Y + γ
−
dN
dt
−
dN
dt
= λN
ln
N 0
N
= λ t
N = N 0 e
−λ t
T =
ln2
λ
−
dN
dt
′