Radioactivité gamma (γ)
Où comment les noyaux se débarrasent d'un surplus d'énergie
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C'est en 1900, que le physicien Français Paul Villard mit en évidence le rayonnement gamma (γ) . Ce rayonnement n'était pas dévié par des champs électriques ou magnétiques, contrairement aux rayons alpha et bêta. Il était donc porté par des corpuscules électriquement neutres, qui furent plus tard identifiés à des « photons ».
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Exemple de radioactivité gamma
La radioactivité gamma se produit quand une désintégration ou un événement comme la capture d’un neutron a laissé le noyau avec un trop plein d’énergie. Le noyau " excité " revient généralement très rapidement à un état plus normal. Dans cette illustration, le noyau déformé et animé d’une rotation autour d’un axe retrouve une forme sphérique et perd sa rotation en émettant une radiation gamma qui emporte l’excédent d’énergie. Les rayons gamma sont de même nature que les photons de lumière émis par les atomes, mais leurs énergies sont des centaines de milliers de fois plus grandes.
 IN2P3 |
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Les rayons « gamma » sont de même nature que les rayons X ou encore que la lumière émise par les atomes, mais l'énergie qu'ils transportent est beaucoup plus élevée : de 100 000 à quelques millions d'électronvolts.
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Emissions de gamma en cascade
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L'émission d'un gamma accompagne une désintégration alpha ou bêta ou encore la capture d'un neutron par un noyau. Ces événements laissent généralement le noyau dans un état excité, c'est-à-dire avec un supplément d'énergie par rapport à son état naturel que les physiciens appellent « fondamental ». Le noyau perd alors cet excès d'énergie en une ou plusieurs étapes, émettant à chaque fois un « grain d'énergie électromagnétique », un photon gamma.
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La transition gamma est presque toujours immédiate. Elle peut exceptionnellement se produire avec un retard. Tel est le cas d'un état excité du technétium qui dure plusieurs heures et qui laisse le temps de l'utiliser dans les hôpitaux comme une source pure de rayons gamma.
Comme l'atome, le noyau possède des états d'énergie bien définis. Le saut d'un état d'énergie à un autre se fait en émettant un gamma d'énergie unique, caractéristique de la transition et du noyau. La mesure de l'énergie des photons gamma constitue ainsi un moyen d'identification de la nature du noyau émetteur.
Sujets voisins : Radioactivité alpha, Radioactivité bêta, Capture électronique, Radioactivité gamma, Transmutations nucléaires
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Voir aussi :
Photons
Radioactivite alpha (α)
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