Bases de rayonnement

1999/11/01 Plazaola, Fernando Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena
• Energia

Le noyau de l'atome est formé de neutrons et de protons chargés positivement. Leur stabilité dépend du nombre de protons et de neutrons, et de la division entre eux. Un élément chimique peut contenir plusieurs isotopes, avec différentes quantités et divisions, comme l'uranium 235 et 238 (les deux ont le même nombre de protons, 92, puisque le nombre de protons définit l'élément chimique, mais le premier a 143 neutrons et le second 146, et sont écrits comme: 23592U premier et 23892U deuxième. Les isotopes instables sont désintégrés par l'émission de particules alpha, bêta ou gamma.

1. Particules alpha hélium
   
   sont les noyaux de la tomate. Sa charge est +2 (deux protons) et sa masse bouge avec une grande énergie (deux protons plus 2 neutrons). Dans l'air circuleront une distance moyenne de 4,5 cm. et seulement quelques micromètres sur le corps, mais oui, ils ionisent tout ce qu'ils trouvent sur le chemin. Les particules alpha ne traversent pas le papier normal ou la peau du corps, donc elles ne sont pas dangereuses si elles sont hors du corps, mais elles sont très dangereuses pour causer le cancer si elles entrent dans le corps par le nez ou la bouche.
2. les particules bêta sont des électrons, elles ont une charge de -1 (un électron) et une très petite masse. Les particules bêta peuvent parcourir quelques mètres dans l'air ou quelques centimètres dans notre corps. Ils ne peuvent pas traverser le verre de la fenêtre ou échapper à la cuve en acier. Ils sont également dangereux s'ils entrent dans le corps, car ils peuvent ioniser tout ce qui se heurte, mais ils ne sont pas aussi dangereux que les particules alpha.
3. les rayons gamma ont une masse 0 et une charge 0, mais de grandes énergies. Comme les rayons X à haute énergie, pour les protéger, il faut de grandes couvertures, c'est-à-dire du béton, du plomb ou de l'eau.

Dans les résidus à haute activité, le rayonnement gamma est très élevé. Mais seul un petit groupe de déchets transuraniques émet un rayonnement bêta ou gamma évident ; ils sont les alpha-émetteurs.

La désintégration des échantillons radioactifs est statistique et il est impossible de prédire quand un atome concret se désintègre. Ce que nous pouvons prévoir est le temps qui doit se passer dans un échantillon radioactif d'atomes instables du même type pour désintégrer la moitié de ces atomes instables. Cet intervalle de temps est appelé semi-vésicité (T1/2).

- L'activité (A) représente la vitesse de désintégration (nombre de désintégrations survenues en une seconde) et est proportionnelle au nombre de noyaux instables. L'activité diminue exponentiellement dans le temps selon la loi suivante: A = A0e-lt, où l est proportionnel à l'inverse de la demi-vie (A = activité à l'instant t, A0 activité à l'instant initial). Plus la vie moyenne est longue, plus l'activité de ce noyau radioactif diminue lentement. Plutonium 239, un émetteur alpha très répandu parmi les déchets, a une durée de vie moyenne de 24.000 ans et le temps nécessaire pour que l'activité soit réduite de moitié. Si la demi-vie est très courte, l'activité de ce noyau sera rapidement réduite.

- Unités:

1 Bq (becquerel) = 1 désintégration/s

1 Ci (curie) = 3,7 x 1010 Bq

- Réaction de fission : division d'un noyau par piégeage d'un neutron, par exemple

23592U + 10n 13552Te + 9740Zr + 4 en 10

235La réaction précédente indique qu'en attrapant un neutron (10n) l'uranium peut être divisé en deux fractions, l'une de 135 Celle du tellure et l'autre celle du 97Zirconium, dans laquelle 4 autres neutrons sont libérés. Normalement, ces neutrons seront perdus sans aucun effet, mais si la quantité (masse) de 235 Uranium est évidente, il se peut que l'un des neutrons libérés soit pris au piège et qu'une autre fission se produise, poursuivant la réaction de fission. La masse minimale de noyau fissible nécessaire pour maintenir en continu la réaction de fission est appelée masse critique. Si la quantité de masse est inférieure, la réaction est sous-critique et la vitesse des réactions de fission diminue; si la quantité de masse est supérieure à la critique, la réaction est supercritique et le nombre de réactions de fission augmente (libérant beaucoup d'énergie). Par conséquent, les déchets fiscaux déposés dans les cuves doivent être en quantités sous-critiques.