Radioactivité et noyau atomique

1. Le noyau atomique

Un atome est composé d’un noyau (protons + neutrons) et d’électrons. Le noyau contient presque toute la masse de l’atome. On le note A (nombre de masse = protons + neutrons) et Z (numéro atomique = nombre de protons).

Exemple : L’uranium a Z=92 et A=238 → 92 protons et 146 neutrons.

2. Isotopes

Des atomes d’un même élément (même Z) peuvent avoir un nombre différent de neutrons : ce sont des isotopes.

Exemple : Le carbone 12 (6 protons + 6 neutrons) et le carbone 14 (6 protons + 8 neutrons) sont des isotopes.

3. Radioactivité naturelle

Certains noyaux sont instables et se transforment spontanément en émettant des particules ou de l’énergie : c’est la radioactivité. Trois types principaux :

• Alpha (α) : émission d’un noyau d’hélium (2 protons + 2 neutrons).
• Bêta (β) : émission d’un électron (β⁻) ou d’un positron (β⁺).
• Gamma (γ) : émission d’un rayonnement électromagnétique (lumière très énergétique).

Exemple : Le radon 222 (gaz radioactif) se désintègre en polonium 218 en émettant une particule α.

4. Demi-vie

La demi-vie (T₁/₂) est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs d’un échantillon se désintègrent. Elle est caractéristique de chaque isotope.

Exemple : Le carbone 14 a une demi-vie de 5 730 ans. Utile pour dater des objets anciens !

5. Applications et dangers

• Applications : Médecine (scanner, radiothérapie), industrie (stérilisation), énergie (centrales nucléaires).
• Dangers : Les rayonnements peuvent endommager les cellules (brûlures, cancers). On utilise des écrans (plomb, béton) pour se protéger.

Exemple : Les centrales nucléaires utilisent l’uranium 235 pour produire de l’électricité.