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Rayons alpha, bêta, gamma
Les noyaux émettent trois types de rayonnements
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[Radioactivité alpha, Radioactivité bêta, Capture électronique, Radioactivité gamma, Transmutations nucléaires]
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Carte des modes de radioactivité
La carte des noyaux est coloriée en fonction des modes de désintégrations. Les noyaux stables, situés au fond de la vallée de stabilité, sont en noir. Les émetteurs bêta sont situés de part et d'autre cette courbe : les bêta-moins (en bleu) du côté excédentaire en neutrons, les bêta-plus (en orange) du côté excédentaire en protons. La ligne de stabilité se prolonge à droite par une zone où dominent les émetteurs alpha (en jaune). On remarque quelques noyaux très lourds qui subissent des fissions spontanées (en vert) et très loin de la ligne de stabilité une poignée de noyaux émetteurs de protons (en rouge) ou de neutrons (en mauve).
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L'habitude d'appeler rayons alpha, bêta et gamma les noyaux d'hélium, les électrons ou les photons émis lors de désintégrations radioactives date de l'époque de la découverte. L'appellation est demeurée. La découverte de « rayons » d'origine inconnue émis par des sels d'uranium faisait suite en 1896 à celles d'autres rayons dont on n'avait pas encore élucidé la nature : les rayons X et les rayons cathodiques. Il faudra longtemps pour comprendre l'origine des uns et des autres.
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Schéma de désintégration
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Les désintégrations alpha, bêta, et gamma font intervenir les forces fortes, faibles et électromagnétiques présentes dans le noyau : le noyau évolue vers un état plus stable en émettant un rayonnement. Les deux principales causes d'instabilité sont un trop grand nombre de nucléons ou un déséquilibre entre les nombres de protons et de neutrons.
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Dans le premier cas de la radioactivité alpha, le noyau recherche la stabilité en émettant un noyau d'hélium ou particule alpha. Dans le second cas, un proton se transforme en un neutron (ou l'inverse), avec émission d'un électron ou un positon, c'est la radioactivité bêta.
La radioactivité gamma est une simple désexcitation du noyau, de même nature que l'émission de lumière ou de rayons X par les atomes. Les désintégrations gamma sont généralement instantanées et suivent de très prés l'émission de particules alpha ou bêta. En effet, ces émissions laissent presque toujours le noyau dans un état excité.
Les désintégrations alpha et bêta ont en général du mal à se produire. Les durées de vie des noyaux radioactifs sont longues pour les horloges de l'infiniment petit. Elle peuvent l'être aussi pour nous. Certains éléments radioactifs natures comme l'uranium ou le thorium ont des durées de vie de quelques milliards d'années.
Ces émissions changent la composition du noyau, donc la nature de l'atome. La radioactivité ne transforme pas le plomb en or, mais elle transmute la matière comme le font les autres réactions nucléaires.
Pour en savoir plus
[Radioactivité alpha, Radioactivité bêta, Capture électronique, Radioactivité gamma, Transmutations nucléaires]
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