Introduction à la radiochronologie/Désintégration radioactive
Radiochronologie
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Les nucléides à faible Z sont généralement stables lorsque le nombre de protons est égal au nombre de neutrons. Les plus gros nucléides nécessitent une plus grande proportion de neutrons pour gagner en stabilité. La désintégration radioactive se produit lorsqu'un nucléide instable perd son énergie potentielle (Ep) pour se stabiliser. Le plus grand nucléide stable possible contient 83 protons et 126 neutrons, qui est le Bismuth-209 (209Bi). Pour tout nucléide plus gros que cela, la force nucléaire puissante n'est pas capable de maintenir le noyau ensemble, elle sera donc généralement soumise à une émission α Les quatre types d’émission radioactive sont: α (alpha), β- (Bêta moins), β + (Bêta plus) et γ (gamma).
Types
modifierL'émission β est l'émission d'un électron à partir d'un noyau. Ce type d'émission convertit un neutron en proton, ce qui augmente le nombre atomique de 1 mais conserve le même nombre de nucléon. Ceci explique la légère différence de masse entre un proton et un neutron, le neutron étant très légèrement plus massif. Il libère également un antineutrino électronique. n → p + e− + ν e Cette forme d'émission se produit lorsqu'un nucléide contient trop de neutrons pour rester stable. Dans ce cas, le nucléide serait riche en neutrons. L'antineutrino électronique est émis pour équilibrer les nombres de leptons tout au long de l'équation. L'électron a un nombre de lepton égal à +1 et l'antineutrino, un nombre de lepton égal à -1.
L'émission β + est très similaire à l'émission β-, sauf qu'il s'agit de l'émission d'un antiélectron (positron). Cela convertit un proton en un neutron, diminuant le numéro atomique de 1 tout en maintenant le même nombre de nucléons. Cette désintégration libère également un neutrino électronique.
p → n + e +
+ ν
e
Cette forme d'émission se produit lorsqu'un nucléide contient trop peu de neutrons pour rester stable. Dans ce cas, le nucléide est dit neutron. Comme pour l'émission β, le neutrino électronique est émis pour équilibrer les nombres de leptons. Le positron a un nombre de lepton égal à -1 et le neutrino, un nombre de lepton égal à +1.
L'émission α est l'émission d'un nucléide composé de deux protons et de deux neutrons. Ceci s'appelle une particule α. Ceci équivaut à un noyau d'hélium. La particule α a un nombre de nucléon de 4 et un numéro atomique de 2. La désintégration α se produit souvent avec des nucléides ayant une très grande masse atomique et constituant une lumière neutronique. En effet, quand une particule α est émise, la proportion de neutrons augmente, faisant que le nucléide tend à devenir un nucléide plus stable.
235U → 231Th + 4α
Dans l'émission ci-dessus, l'uranium-235, qui contient 92 protons dans son noyau, émet une particule α pour former du Thorium-231, qui contient 90 protons dans son noyau. Il convient de noter que le numéro de nucléon et le numéro atomique des deux côtés de l’équation sont équilibrés.
La désintégration γ se produit généralement après une émission α ou β. Il prend le nucléide fille de son "état excité". Un nucléide de fille issu de la désintégration α ou β se trouvera dans un état d'énergie supérieure appelé "état excité".
