LA RADIOACTIVITÉ Un bref aperçu des scientifiques qui ont contribué à sa découverte par leurs expériences

Henri Becquerel Physicien français né en 1852 Fait des études en physique et en chimie à l’École polytechnique Est membre de l’académie des sciences

Henri Becquerel Partage le prix Nobel de physique avec les Curie en 1903 Meurt en 1908 à l’âge de 60 ans

Henri Becquerel La découverte Il sait qu’il faut exposer un corps à la lumière pour qu’il devienne luminescent Il démontre que l’uranium émet des rayons X pendant sa fluorescence Il découvre que l’uranium émet des rayons pénétrants sans avoir été exposé à la lumière.

Henri Becquerel CONCLUSION Le 24 février 1896, Henri Becquerel venait de découvrir la radioactivité qui est l’émission spontanée de radiation par la matière.

Pierre et Marie Curie Marie Curie nait en 1867 à Varsovie Pierre Curie nait en 1859 à Paris Marie se rend à Paris pour y faire des études supérieures en sciences Elle y rencontre Pierre déjà connu pour de nombreux travaux et il deviendra son mari

Pierre et Marie Curie La découverte Ensemble, ils continuent l’étude des nouveaux rayons découverts par Becquerel En 1897, Marie confirme que l’émission de rayonnement est une propriété atomique de l’uranium

Pierre et Marie Curie Marie découvre que certains minéraux d’urane sont encore plus actifs que l’uranium Marie donne le nom de radioactivité à la propriété d’émettre des rayonnements semblables à ceux de l’uranium Ensemble, ils découvrent deux nouvelles substances radioactives : le polonium et le radium

Pierre et Marie Curie Ensemble, ils continuent leur recherche pour comprendre davantage les propriétés du radium Ils cherchent à démontrer qu’il est possible de séparer le radium, qu’on peut le peser et en mesurer le poids atomique Ce travail dure 3 ans

Pierre et Marie Curie En 1902, Marie réussit à obtenir environ 1 décigramme (dg) de chlorure de radium pratiquement pur et affirme que la masse atomique du radium est très proche de 225 En 1906, Pierre meurt d’un accident et Marie continue seule la recherche sur le radium

Marie Curie En 1903, Marie Curie, Pierre Curie et Henri Becquerel partagent le prix Nobel de physique En 1911, Marie reçoit un second prix Nobel pour son travail: le prix Nobel de chimie. Elle est la première personne à recevoir 2 prix Nobel Marie meurt en 1934 d’une leucémie provoquée par ses travaux sur le radium

Ernest Rutherford (1871-1937) On le considère souvent comme le père de la physique nucléaire Il découvre les particules alpha (α) et bêta ( ) Il découvre le noyau atomique

Ernest Rutherford (1871-1937) Une particule alpha est un noyau d’hélium Une particule bêta est un ou plusieurs électrons Une particule gamma est un photon U

Ernest Rutherford (1871-1937) Il découvre que la radioactivité s’accompagne d’une désintégration des éléments Il reçoit le prix Nobel en 1908

Frédéric et Irène Juliot-Curie Irène est né a Paris le 12 septembre 1897. Elle est la fille de Pierre et Marie Curie Elle épouse Frédéric Juliot, la bras droit de sa mère. Ensemble, ils font de nombreuses recherches sur la physique nucléaire et la structure de l’atome. En 1934, ils découvrent la radioactivité artificielle. Irène meurt en 1956 et Frédéric en 1958.

LA RADIOACTIVITÉ La théorie

Qu’est-ce-que la radioactivité ? Propriété d’émettre des rayonnements semblables à ceux de l’uranium Certains éléments du tableau périodique possèdent cette propriété Ces éléments se transforment spontanément en un autre élément Durant cette transformation il y a désintégration du noyau atomique et rayonnement Il y a émission de particules subatomiques

PARTICULES SUBATOMIQUES Particules alpha (α) Particules bêta (β) Rayonnements électromagnétiques qui sont des rayon X et des rayon gamma (γ)

Particules alpha (α) ses caractéristiques L’atome expulse 2 protons et 2 neutrons C’est un noyau d’hélium Elles ont une faible pénétration dans l’air Une simple feuille de papier est suffisante pour les arrêter

Particules bêta (β) Un noyau ayant un excès de neutrons change un neutron en proton et expulse un électron qui est une particule β Elles ne parcourent que quelques mètres dans l’air Elles sont arrêtées par une feuille d’aluminium ou une vitre

Rayons gamma (γ) Ils accompagnent habituellement les désintégrations α et β Ils n’ont ni charge ni masse Longueur d’onde < 5 picomètres (petit) L’atome émet une onde de même nature que le soleil. Ce sont des photons Ils voyagent à la vitesse de la lumière Ils ont une très grande pénétration sur plusieurs centaines de mètres Ils sont arrêtés par un mur de béton ou par du plomb

Propriétés communes des particules subatomiques Les trois types d’émissions radioactives ont tendance à ioniser les atomes et les molécules rapprochées Elles perturbent le mouvement des électrons autour des atomes de nos tissus Elles produisent des rayonnements ionisants qui altèrent ou détruisent le tissu exposé

Mesurer la radioavtivité Signifie mesurer le nombre de désintégrations par seconde L’unité utilisée est le Becquerel (Bq) 1 Bq représente une désintégration par seconde Le Becquerel mesure la quantité de rayonnement émise par une matière radioactive

Mesurer la dose absorbée Les effets des rayonnements ionisants sur notre santé dépendent de la dose à laquelle nous sommes exposés La dose absorbée est la quantité d’énergie transmise à une quantité de tissu vivant On la mesure en Gray (Gy) 1 gray correspond à 1 joule d’énergie transmise à un kilo de matière Le gray évalue le niveau de danger pour les êtres vivants

Mesurer l’effet biologique Différents rayonnements ont des effets biologiques différents sur la matière On utilise le Sievert (Sv) pour mesurer le risque d’effet biologique quand on veut tenir compte de la nature des rayonnements À dose absorbée égale, l’effet sur la matière des différents types de rayonnement est différent. On parle de dose équivalente

La dose équivalente C’est la dose absorbée exprimée en grays multiplié par un facteur qui tient compte du type de rayonnement Pour les rayons alpha, le facteur est 20 Pour les rayons bêta et gamma, le facteur est 1 Pour les neutrons, le facteur est entre 5 et 20

DOSIMÉTRIE Elle mesure les doses de radioactivité pour la radioprotection Elle est utilisée pour évaluer la quantité d’énergie absorbée par les tissus lors des traitements en radiothérapie Elle est utilisée pour mesurer l’énergie déposée dans les tissus lorsque les rayons ionisants sont utilisés à des fins diagnostiques Elle sert à définir des normes de protection vis à vis de ces rayonnements

Minéraux radioactifs Sur les 325 types d’atomes, 274 sont stables et 51 sont instables, donc radioactifs. Certains minéraux radioactifs sont présents dans la nature. On parle alors de radioactivité naturelle. Exemples: 235U , 14C, 238U, 232Th et surtout 40K Tous les isotopes situés au-delà du Bismuth sont RADIOACTIFS (NUMÉROS ATOMIQUES DE 84 À 117) Certains minéraux radioactifs sont créés artificiellement. Ils sont obtenus en laboratoire ou dans les réacteurs nucléaires Exemples: 230U, 90Sr qui sont très dangereux car ils sont absorbés par les tissus osseux et détruisent la moelle

Minéraux radioactifs (liste) curium 242Cm et 244Cm américium 241Am plutonium 239Pu et 241Pu uranium 235U et 238U thorium 234Th radium 242Ra césium 134Cs, 135Cs et 137Cs iode 129I, 131I et 133I antimoine 125Sb ruthénium 106Ru strontium 90Sr krypton 85Kr et 89Kr sélénium 75Se cobalt 60Co chlore 36Cl soufre 35S phosphore 32P carbone 14C tritium 3H

Sommes-nous continuellement exposés aux rayonnements radioactifs? Oui! Prenons l’exemple du TRITIUM. C’est une source de radioactivité naturelle L’atmosphère en fabrique par interaction du rayonnement cosmique avec les noyaux d’azote, d’oxygène et d’argon

Bombardement atomique de Hiroshima et Nagasaki On voulait forcer le Japon à capituler durant la deuxième guerre mondiale Les États-Unis ont laissé tombé DEUX bombes atomiques sur HIROSHIMA et NAGASAKI ( 6 et 9 août 1945)

Bombardement atomique de Hiroshima et Nagasaki Dans les 2 villes, plus de 75 000 personnes sont mortes directement Bon nombre des survivants sont morts suite à l’exposition aux RADIATIONS

Bombardement atomique de Hiroshima et Nagasaki Par la suite, plusieurs pathologies causées par les RAYONS se sont développées Par exemple, la leucémie et l’affaiblissement du système immunitaire Le cancer du sein a TRIPLÉ!!!! Cela dure même en 2007

Les effets sur les tissus et la santé Ça dépend de la DOSE de radiation reçue et du TYPE de rayonnement Cellule: lésion ADN = provoque mort de la cellule À court terme, le corps répare, mais s’il y a une trop grande exposition, le corps ne fournit plus.

Les effets sur les tissus et la santé Sur la santé: cela provoque des cancers( cancer du sein et de la prostate) Cela peut affecter la capacité de se reproduire (organes reproducteurs 20 fois PLUS sensibles que la peau)

Les effets sur les tissus et la santé Provoque des pathologies au niveau du système nerveux central, de la respiration et de la digestion.

Les unités de mesure pour évaluer la radioactivité Voici quelques exemples de la vie courante: Eau de pluie: 0,5 Bq/ litre Eau de mer: 10 Bq / litre Terre: 900 Bq/ Kg Pomme de terre: 150 Bq/Kg Lait: 40Bq/litre

Les unités de mesure pour évaluer la radioactivité Faisons une comparaison simple Bq = nombre de coup reçus par un boxeur Gy = l’énergie transmise par ces coups Sieverts = effet sur l’adversaire

Comment minimiser les effets de la radiation? Garder une certaine DISTANCE (éviter de toucher à la source radioactive) Rester le MOINS longtemps près de la source Ne pas effectuer plus de 5 radiographies ( sinon c’est dangereux) par année

Moyen pour détecter les radiations Le scintigraphe ou le « scanner »: il a un détecteur qui mesure la radioactivité en un point précis

La radioactivité artificielle Signifie que la propriété de radioactivité n’est pas limitée aux éléments présents aujourd’hui dans la nature Signifie qu’il est possible de recréer des isotopes radioactifs qui ont disparus A de nombreuses applications dans tous les domaines de la connaissance, mais surtout en biologie