Physique de la radioactivité - Définition

Séries radioactives

La découverte de nombreux éléments radioactifs à la fin du XIX^e et au début du XX^e siècle a vite permis de voir qu'il existe, pour quelques-uns d'entre eux, des relations génétiques. La transformation radioactive d'un noyau atomique instable par émission α ou β conduit à un autre noyau atomique qui, souvent, est lui aussi instable. La transformation spontanée se poursuit alors selon une succession bien déterminée, pour s'achever par la formation d'un noyau atomique stable. Les noyaux qui donnent lieu à ces désintégrations successives α ou β ont été groupés en séries (ou familles) dont les éléments successifs sont les descendants les uns des autres. À ces séries d'éléments naturels viennent se rattacher un certain nombre de radioéléments dont les périodes sont trop courtes pour encore exister à l'état naturel sur la Terre ; on les produit « artificiellement » dans des réactions nucléaires et on les appelle des « radioéléments artificiels » ou, mieux, des « radioéléments synthétiques ».

Unités d'activité des radioéléments

On emploie trois unités différentes pour mesurer la radioactivité. Toutes les trois caractérisent l'activité d'un radioisotope par le nombre de désintégrations qui se produisent par unité de temps.

• Le Becquerel (Bq) correspond à 1 désintégration par seconde. Le nom a été donné pour honorer la mémoire du découvreur de la radioactivité.

• La plus ancienne unité, qui est encore la plus fréquemment utilisée, est le Curie (Ci). Celle-ci a été primitivement définie comme le nombre de rayons émis par seconde par un gramme de radium « en équilibre » avec ses dérivés, soit 3,7 x 10¹⁰ Bq. Toutefois, il est plus commode de définir cette unité a priori comme suit : Une source de 1 Curie est celle qui subit 37 milliards de désintégrations par seconde. Les sous-multiples usuels sont le milliCurie (mCi), le microCurie (µCi) et le nanoCurie (nCi). On a : 1 nCi = 37 Bq.

• Une unité plus récente, proposée en 1946 par le National Bureau of Standards de Washington (États Unis d'Amérique), est le Rutherford (Rd), qui correspond à un million (10⁶) de Bq. On a donc l'équivalence : 1 mCi = 37 Rd.