Radioactivité, emission

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PRÉSENTATION

nucléaire, chimie, étude des noyaux atomiques — en particulier les éléments radioactifs — et de leurs réactions avec les neutrons et les autres particules élémentaires, ainsi qu’avec les rayonnements.

STABILITÉ NUCLÉAIRE

Depuis Rutherford, on sait que les noyaux atomiques sont constitués de particules élémentaires — les nucléons — liées par des forces nucléaires : les protons, chargés positivement, et les neutrons, particules non chargées.

Chaque élément chimique possède un nombre de protons qui lui est propre : il s’agit du numéro atomique de l’élément, noté Z. En revanche, pour un même élément, le nombre de neutrons — parfois noté N — peut différer d’un atome à l’autre : ces atomes distincts sont les isotopes de l’élément. On définit le nombre de masse A d’un atome par :

A = N + Z (somme des neutrons et des protons).

TYPES DE RAYONNEMENT
Ernest Rutherford découvrit qu'il existe au moins deux composants dans les émissions radioactives : les particules alpha, qui ne pénètrent que de quelques millièmes de centimètres dans l'aluminium, et les particules bêta, qui sont 100 fois plus pénétrantes.

Des expériences, dans lesquelles le rayonnement radioactif était soumis à des champs magnétiques et électriques, montrèrent que la trajectoire des particules bêta est fortement déviée vers le pôle électrique positif, que celle des particules alpha est, dans une moindre mesure, déviée vers le pôle négatif.

Ces expériences révélèrent la présence d'une troisième composante, les rayons gamma, plus pénétrants que les particules bêta et ne subissant aucune déviation.

Les particules bêta sont donc chargées négativement, les particules alpha sont chargées positivement et sont plus lourdes que les précédentes; les rayons gamma ne sont pas chargés.

Rutherford montra, en provoquant la désintégration d'une substance émettrice de particules alpha près d'un récipient vide en verre fin, que les particules alpha sont en fait des ions d'hélium deux fois chargés.

Les particules alpha sont capables de pénétrer le verre et sont retenues dans le récipient. Après quelques jours, la présence de l'élément hélium peut être démontrée par spectroscopie. Par la suite, il a été établi que les particules bêta sont des électrons et que les rayons gamma sont un rayonnement électromagnétique de même nature que les rayons X, mais avec sensiblement plus d'énergie.
La découverte que le radium se désintègre en produisant du radon montra que la désintégration est accompagnée d'un changement de la nature chimique de l'élément.