La radioactivité (Sciences & Techniques)

« expériences par Henri Becquerel, et que le physicien britannique Ernest Rutherford (1871 - 1937) proposa d'appelerrayonnement bêta.

Ensuite, Rutherford, de pair avec Pierre et Marie Curie, identifia un second type de rayonnement,aux particules plus lourdes et moins pénétrantes, qu'il baptisa rayonnement alpha.

Enfin, un troisième type derayonnement fut découvert, en 1900, par le Français Paul Villard (1860 - 1934).

Ce rayonnement, très semblableaux rayons X, mais de fréquence et d'énergie supérieures fut nommé rayonnement gamma. Le noyau atomique Alors que le rayonnement gamma semblait être une onde immatérielle et radioélectrique, le rayonnement alpha avaitune masse notable, qu'Ernest Rutherford, au moyen d'un spectrographe, détermina (4 unités atomiques).

Cerayonnement portait deux charges positives : il s'agit d'un noyau d'hélium.

Puis Rutherford isola, au cours d'unphénomène de radioactivité, une particule plus légère et plus discrète, de masse identique à celle d'un noyaud'hydrogène et portrant une charge électrique.

Le physicien appela cette particule "proton".

À la lumière de cesdécouvertes, l'architecture intime de l'atome commençait peu à peu à se préciser.

Les 109 éléments chimiquesrencontrés dans la nature - et classés par les chimistes dans le tableau périodique des éléments - se différencientpar le nombre de protons (chargés positivement) de leur noyau atomique : un pour l'hydrogène, deux pour l'hélium,et jusqu'à 92 pour l'uranium. L'étude de la radioactivité et de ses produits permit en outre d'identifier le rôle d'une seconde particule du noyau,sans charge électrique et de masse comparable à celle du proton : le neutron.

Il ne fut détecté qu'en 1930 par lephysicien allemand Walter Bothe (1891 - 1957, prix Nobel de physique en 1954), mais dès 1913, son existence ausein du noyau avait été subodorée afin d'expliquer le curieux éventail de masses différentes rencontré chez certainsatomes. Les isotopes Cette existence de plusieurs atomes d'un même élément, au nombre de protons égal mais aux masses différentes,avait été mise en évidence par les physiciens Joseph J.

Thomson (1856 - 1940) et son élève Francis W.

Aston(1877 - 1945), dans le cas du néon : deux variétés du gaz noble étaient identifiables au spectrographe, de massesatomiques 20 et 22.

C'était pour cette raison que la masse atomique d'un échantillon de néon, pris dans la nature,accusait une valeur décimale - 20,179 - plutôt qu'un chiffre rond comme 20.

Le nombre imparfait trahissaitsimplement un mélange naturel d'environ 90% de néon 20 et 10% de néon 22 dans le néon terrestre (l'existenced'un néon 21, présent à hauteur de 0,25%, fut également détectée par la suite).

De même, Aston découvrit que lechlore naturel - de masse atomique 35,453 - était composé de deux variétés distinctes : le chlore 35 et le chlore37, le premier étant environ trois fois plus répandu que le second. Le nom d'isotope fut proposé pour ces atomes d'un même élément chimique, mais de masses différentes.

Cettevariabilité de la masse atomique est due à un nombre différent de neutrons dans le noyau, particules de massevoisine de celle du proton, mais sans charge électrique. Le phénomène de la radioactivité pouvait alors s'expliquer par des changements dans la structure d'un noyau,devenu instable.Comme le nota dès 1913 le Britannique Frederick Soddy (1877 - 1956), un rayonnement alphaconsistait en l'éjection par un atome d'un bloc de deux protons et de deux neutrons (l'équivalent d'un noyaud'hélium), avec transmutation correspondante de l'élément.Ainsi, le radium, de masse atomique 226,025 (etcontenant 88 protons), perdait, par émission d'un rayon alpha, deux protons et deux neutrons, pour se transformeren radon, dont les atomes contiennent 86 protons, et ont une masse atomique de 222.

Plus subtil était lerayonnement bêta, qui trahissait le changement d'un neutron en proton au sein du noyau, l'élément changeant denature puisqu'un nombre de protons supérieur lui faisait gagner une place dans la table périodique des éléments. La période radioactive Les éléments instables se désintègrent par radioactivité à un rythme constant, caractéristique de l'élément.

Cerythme est appelé période radioactive - temps mis par un échantillon pour que la moitié de ses atomes setransforment depuis l'instant initial.

Ainsi, un gramme d'uranium 235 perd la moitié de ses atomes (par désintégrationradioactive) en 713 millions d'années (sa période).

En connaissant la période d'un élément radioactif, la quantitéinitiale de l'élément dans un échantillon et la quantité mesurée aujourd'hui dans celui-ci, on peut déterminer l'âge del'échantillon.Il en est ainsi pour les méthodes de datation par le carbone 14.. »