[Parcours des alpha, Parcours des bêta, Rayonnement de freinage]

Les particules porteuses d'une charge électrique sont les seules à perdre leur énergie progressivement en arrachant des électrons d'atomes au long de leur parcours. Elles ralentissent puis s'arrêtent. Dans le domaine de la radioactivité, les corpuscules chargés desquels on doit se protéger en radioprotection sont les particules alpha et bêta.

Particules alpha et produis de fission

Les particules alpha sont de petits noyaux dont l'énergie est insuffisante pour donner lieu à des réactions nucléaires (sauf exception). Ils interagissent avec le milieu traversé par le biais de leur charge électrique. Ils sont très ionisants, faciles à arrêter, mais ils sont beaucoup plus dangereux que les rayons bêta en cas d'ingestion ou d'inhalation.

La fission nucléaire dans les réacteurs, produit des noyaux - appelés produits de fission - qui héritent de l'énergie libérée. Ils perdront leur énergie en bousculant les atomes qu'ils rencontrent le long d'un très court parcours. Les fragments de fission sont également des noyaux. Ils sont extrêmement ionisants. Beaucoup plus lourds qu'une particule alpha, ils possèdent une charge électrique en proportion. Ils emportent chacun une énergie environ 25 fois supérieure à celle d'une particule alpha standard de 4-5 MeV. Cette énergie se retrouve sous forme de chaleur. Elle est à l'origine de l'électricité des centrales nucléaires.

Des électrons légers et relativistes

Les électrons ou positons, beaucoup plus légers, interagissent également par leur charge électrique, qui est moitié de celles des alpha. Alors que le parcours des alpha est court et rectiligne, la trajectoire des bêta dont la masse est 8 000 fois plus faible est plus longue, imprévisible cahotique avec de brusques changements de direction.

En raison de leur faible masse, les bêta sont beaucoup plus rapides que les alpha. La vitesse d'un électron de 20 keV, considéré comme mou, est de 82 000 kilomètres par seconde, celle d'un électron dur de 1 MeV (1000 keV) est de 282 000 km/sec proche de la vitesse de la lumière dans le vide (300 000 km/sec). Quand ces électrons traversent un milieu transparent comme le verre ou l'eau, ils peuvent aller plus vite que la lumière dans ce milieu et émettre alors une lumuère caractéristique. C'est l'effet Cherenkov.

Ces électrons sont dits relativistes, car pour décrire leur comportement il faut prendre en compte la théorie de la relativité d'Einstein. Des électrons ou positons très relativistes qui passent près d'un noyau sont soumis à un autre phénomène appelé Bremsstrahlung ou rayonnement de freinage. Sous l'effet du champ électrique intense des noyaux, ils émettent un photon gamma ou X qui freine le mouvement de l'électron en emportant une partie de l'énergie. Ces photons de freinage qui accompagnent le rayonnement bêta sont dans certains cas à prendre en compte pour la radioprotection.

Sujets voisins :Phénomène d'ionisation, Effets macroscopiques, Effets des particules neutres, Parcours des alpha, Parcours des bêta, Parcours des gamma, Effets des neutrons