EN | FR

Activité radioactive



Taux de désintégrations et taux de rayonnements émis

L'activité d’un échantillon de matière radioactive est définie par le nombre des désintégrations qui se produisent en son sein à chaque instant. Cette activité est une caractéristique primordiale de cet échantillon avec la nature des rayons émis. Elle représente sa « radioactivité de base ». Quand l’échantillon contient plusieurs éléments, l’activité totale est la somme des activités de chaque élément.

L’activité mesure aussi le nombre de rayonnements émis par seconde. Plus une substance est active, plus elle émet de rayons. L’activité alpha ou bêta est égale au nombre de rayons alpha ou bêta émis. L'activité gamma dépend du nombre moyen de gamma par désintégration. Dans la plupart des cas où 100% des désintégrations produisent un alpha ou un bêta, les nombres de désintégrations et les activités alpha ou bêta sont égales.

Décroissance radioactive
Décroissance du nombre d'atomes et de l'activité de l'iode-123, un radioélément utilisé pour des scintigraphies de la thyroïde. Le nombre d'atomes et l'activité d'un corps radioactif diminuent de concert. L'activité initiale injectée est de 1 millicurie (37 millions de becquerels). La période de l'iode-123 étant de 13,2 heures, la décroissance est rapide à l'échelle de quelques jours. Il faut environ 2 semaines pour que l'activité tombe à 1 becquerel et 23 jours pour que le dernier noyau d'iode-123 disparaisse.
IN2P3

L'activité d'un radioélément varie en sens inverse de sa durée de vie. Elle est d'autant plus faible que sa période est longue. Plus un nucléide vit longtemps, moins il est radioactif (une bougie brûlant à petit feu met du temps à se consumer). C'est ainsi que dans l'uranium-238 qui vit 4,5 milliards d’années, un noyau seulement sur 45 millions se désintègre au bout d'un siècle. Cette rassurante lenteur n'empêche l'uranium d'être souvent présenté dans comme un dangereux corps radioactif, alors que sa nocivité est bien davantage chimique.

À l’opposé, un radioélément comme l'oxygène-15, utilisé en imagerie médicale, disparaît en quelques minutes (l'éclat d'un feu d'artifice est bref). Une quantité très faible de cet isotope de l’oxygène suffit pour observer une activité significative.

Période courte, activité intense ; période longue, faible activité.
Activités et périodes varient en sens inverse. Comme l’éclat d’un feu d’artifice, l’activité d’un échantillon radioactif de courte période est intense mais dure peu. Au contraire, l’activité d’un corps radioactif de longue période peut être comparée à la lumière émise par un vert luisant qui serait éternel. On peut aussi comparer un échantillon d’uranium-238 qui met des milliards d‘années à se transformer à un lac qui se viderait par un trou d’épingle.
IN2P3

Quand on mesure une activité, on compte le nombre de noyaux d'atomes qui se désintègrent ou lenombre de rayons émis détectés. Comme le nombre d'atomes présents dans le moindre échantillon de matière est toujours énorme, ces bombres sont toujours importants, même si la proportion d'atomes radioactifs est infime.

Le nombre impressionnant de désintégrations dans le moindre échantillon permet avec des détecteurs sensibles d'observer des doses infinitésimales de substance radioactive et d'effectuer des études d'une extraordinaire sensibilité. Par exemple, il suffit de teneurs aussi infimes que un millionième de milliardième de gramme de césium-137 pour effectuer des études de sédimentation.

On définit officiellement l'activité d'un échantillon de matière radioactive comme le nombre de désintégrations qui s'y produit par seconde. L'unité d'activité le becquerel, porte le nom d’Henri Becquerel qui découvrit les premiers rayonnements radioactifs. Un becquerel représente une désintégration par seconde.

On a longtemps mesuré autrefois les activités en « Curies» en les comparant avec une source étalon d’un gramme de radium. Une telle source produisait 37 milliards de désintégrations par seconde. Elle était intense et les activités des sources usuelles s'exprimaient en milli ou microcuries. Le becquerel est à l'opposé une unité à l'échelle d'un noyau, extraordinairement petite : un millionième de Curie (1 microcurie) vaut 37 000 becquerels (Bq).

Le becqurel est une unité cartésienne, logique. Son défaut est d'être extrêmement petite. Cette extrême petitesse est très rarement rappelée quand il est question de becquerels à l'occasion d'accidents de radioactivité ou d'accidents nucléaires. L'absence de ce rappel multiplie les peurs de l'homme de la rue, profane en la matière.

Video CNRS : Mesure de la radioactivité dans l'environnement par le réseau Becquerel