La radioactivité en une phrase
La radioactivité est la transformation spontanée d’un noyau atomique instable en un autre noyau, accompagnée de l’émission d’un rayonnement. La demi-vie décrit l’évolution statistique d’un grand nombre de noyaux ; le risque dépend notamment du type de rayonnement, de l’activité, de la durée, de la distance et de la voie d’exposition.
1. Isotopes : même élément, nombre de neutrons différent
Le numéro atomique Z est le nombre de protons. Il définit l’élément chimique. Le nombre de masse A est le nombre total de nucléons, donc protons + neutrons.
Le carbone 12 et le carbone 14 ont chacun 6 protons : ce sont deux isotopes du carbone. Le carbone 12 est stable ; le carbone 14 est radioactif. Des isotopes d’un même élément ont presque les mêmes propriétés chimiques, mais leurs noyaux n’ont pas la même stabilité.
2. Une désintégration modifie le noyau
Un noyau radioactif se désintègre sans qu’on puisse prévoir l’instant exact pour un noyau isolé. En revanche, sur une très grande population de noyaux, la décroissance suit une loi statistique reproductible.
| Rayonnement | Nature simplifiée | Pouvoir de pénétration | Point de vigilance |
|---|---|---|---|
| Alpha (α) | Noyau d’hélium | Faible à travers la matière | Peut être très dommageable si la substance est incorporée. |
| Bêta (β) | Électron ou positon | Intermédiaire | L’écran dépend de l’énergie et du type de rayonnement. |
| Gamma (γ) | Rayonnement électromagnétique | Élevé | Son atténuation exige une épaisseur et un matériau adaptés. |
Correction importante : dire qu’un matériau « arrête » toujours un rayonnement est trop absolu. En radioprotection, on parle plutôt d’atténuation ; l’efficacité dépend de la nature et de l’énergie du rayonnement, ainsi que du matériau et de son épaisseur.
3. La demi-vie divise statistiquement la quantité par deux
| Temps écoulé | Proportion moyenne restante |
|---|---|
| 0 demi-vie | 100 % |
| 1 demi-vie | 50 % |
| 2 demi-vies | 25 % |
| 3 demi-vies | 12,5 % |
| 4 demi-vies | 6,25 % |
La demi-vie du carbone 14 est d’environ 5 730 ans. Cette propriété permet de dater certaines matières organiques anciennes, dans un domaine de validité limité. Elle ne signifie pas qu’un échantillon devient soudainement inactif après 5 730 ans.
4. Activité, dose et risque ne sont pas synonymes
- Activité : nombre de désintégrations par seconde, exprimé en becquerels (Bq).
- Dose absorbée : énergie déposée par unité de masse, exprimée en grays (Gy).
- Dose efficace : indicateur tenant compte du type de rayonnement et des tissus exposés, exprimé en sieverts (Sv).
Deux sources ayant la même activité peuvent donc conduire à des expositions différentes. Le risque ne se déduit pas du seul nombre de becquerels.
5. Irradiation et contamination : la distinction indispensable
| Situation | Définition | Quand l’exposition cesse-t-elle ? |
|---|---|---|
| Irradiation externe | La source reste à l’extérieur du corps et ses rayonnements l’atteignent. | Elle diminue avec la distance et cesse lorsque la source est retirée ou suffisamment écrantée. |
| Contamination externe | Une substance radioactive se dépose sur la peau ou les vêtements. | Après retrait des vêtements et décontamination adaptée. |
| Contamination interne | Une substance radioactive entre dans l’organisme par inhalation, ingestion ou blessure. | Elle peut persister jusqu’à l’élimination biologique et à la décroissance du radionucléide. |
La radioprotection s’appuie notamment sur trois leviers : réduire la durée d’exposition, augmenter la distance lorsque c’est possible et utiliser un écran adapté. Ces règles relèvent de professionnels formés ; cette fiche ne donne aucune instruction d’intervention face à une source inconnue.
6. Des usages utiles sous contrôle
Les rayonnements ionisants sont utilisés en imagerie, en radiothérapie, pour stériliser du matériel, contrôler des pièces industrielles ou dater des objets. Un usage médical peut apporter un bénéfice important, mais il repose sur une indication, un protocole et une protection adaptés.
L’ASNR indique que la population française est exposée à des sources naturelles et artificielles. Cela ne signifie ni que toute exposition est dangereuse de la même manière, ni qu’elle est anodine : la dose et les conditions d’exposition comptent.
7. Exercices corrigés
Un échantillon contient initialement 800 noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il en moyenne après trois demi-vies ?
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800 → 400 → 200 → 100. Il reste en moyenne 100 noyaux, soit 12,5 % de la quantité initiale.
Le carbone 14 possède 6 protons et un nombre de masse 14. Combien a-t-il de neutrons ?
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14 − 6 = 8 neutrons.
Une personne passe une radiographie puis quitte la salle. Est-elle devenue radioactive ?
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Non. Une irradiation externe ne rend pas la personne radioactive. La situation est différente lorsqu’une substance radioactive est administrée en médecine nucléaire : le protocole est alors expliqué et suivi par l’équipe médicale.
À retenir
- Des isotopes ont le même nombre de protons mais des nombres de neutrons différents.
- La radioactivité est un phénomène nucléaire spontané et statistique.
- Chaque demi-vie divise par deux la quantité moyenne de noyaux radioactifs restants.
- Activité, dose absorbée et dose efficace mesurent des grandeurs différentes.
- Irradiation et contamination ne doivent pas être confondues.
Sources vérifiées
- ASNR — combien de temps dure la radioactivité ?.
- ASNR — irradiation ou contamination ?.
- ASNR — effets des rayonnements ionisants.
- ASNR — datation au carbone 14.
Information générale à visée scolaire, sans conseil médical ni consigne d’intervention. Dernière vérification : 23 septembre 2026.
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