Types de radioactivité

Les types de radioactivité les plus courants sont la désintégration α, la désintégration β, la désintégration γ, l’émission de neutrons et la capture électronique.

La désintégration alpha (α) est l’émission d’une particule α à partir du noyau. Par exemple, le polonium 210 subit une désintégration α :

La désintégration alpha se produit principalement dans les noyaux lourds (A > 200, Z > 83). La perte d’une particule α donne un nucléide fille avec un nombre de masse plus petit de quatre unités et un numéro atomique plus petit de deux unités que ceux du nucléide parent.

La désintégration bêta (β) est l’émission d’un électron ou d’un positron à partir d’un noyau. L’iode 131 est un exemple de nucléide qui subit une désintégration β⁻ :

L’électron émis provient du noyau atomique et n’est pas l’un des électrons entourant le noyau. L’émission d’un électron ne modifie pas le nombre de masse du nucléide, mais augmente le nombre de ses protons et diminue le nombre de ses neutrons. Un antineutrino ( ) est également émis en raison de la conservation de l’énergie.

L’oxygène 15 est un exemple de nucléide qui subit une émission de positrons, ou désintégration β⁺ :

La désintégration d’un positron est la conversion d’un proton en neutron avec l’émission d’un positron. Un neutrino (ν_e) est également émis en raison de la conservation de l’énergie.

L’émission gamma (émission γ) est observée lorsqu’un nucléide se forme dans un état excité, puis descend à son état fondamental avec l’émission d’un rayon γ, un quantum du rayonnement électromagnétique de haute énergie. La présence d’un noyau dans un état excité est souvent indiquée par un astérisque (*). Le cobalt 60 émet des rayonnements γ et est utilisé dans de nombreuses applications, y compris le traitement du cancer :

Il n’y a pas de changement dans le nombre de masse ou le numéro atomique pendant l’émission d’un rayon γ. Cependant, l’émission γ peut accompagner l’un des autres modes de désintégration qui entraînerait un changement du nombre de masse ou du numéro atomique.

L’émission de neutrons est l’éjection d’un neutron à partir du noyau. Cela peut se produire spontanément, comme la désintégration du béryllium 13 en béryllium 12, ou en réponse au bombardement par des rayons gamma ou des particules. Le numéro atomique reste inchangé pendant ce processus, alors que le nombre de masses diminue de 1.

La capture électronique se produit lorsque l’un des électrons internes d’un atome est capturé par le noyau de l’atome. Par exemple, le potassium 40 subit une capture d’électrons :

La capture d’électrons se produit lorsqu’un électron d’une couche interne se combine à un proton et est converti en neutron. La perte d’un électron de la couche interne laisse une place vacante qui sera remplie par l’un des électrons externes. Alors que l’électron externe tombe dans la position vacante, il émet de l’énergie. Dans la plupart des cas, l’énergie émise sera sous forme de rayons X. La capture électronique a le même effet sur le noyau que l’émission de positrons : le numéro atomique a diminué de un et le nombre de masses ne change pas.

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 21.3 : Désintégration radioactive.