....La radioactivité est un phénomène traduisant la transmutation d'un noyau instable en un noyau stable. Cette instabilité des noyaux est due à un excès d'énergie. Ainsi, afin de retrouver un état stable, les atomes radioactifs libèrent cet excès d'énergie sous forme de rayonnements dits ionisants.
...Ernest Rutherford, célèbre et important physicien du XIXe siècle découvrit en 1899 l'existence de multiples et différents composants dans les émissions radioactives après avoir soumis ces dernières à des champs éléctro-magnétiques. Il remarqua aussi que ces différentes émissions étaient alors déviées vers des pôles différents. On distingue en effet 3 sortes de rayonnements, chacun présentant des propriétés différentes et ayant des effets distincts. Ernest Rutherford effectua un bon nombre d'expériences afin d'établir l'ensemble des propriétés de chacun des différents rayons radioactifs.
a) Rayons Alpha :
...Les rayons alpha, principalement émis par des éléments radioactifs naturels, sont des particules riches en énergie, expulsées par des rayons atomiques instables présentant un excès de protons et de neutrons. En provoquant la désintégration d'une substance émettrice de particules alpha, Rutherford, démontra, que ces noyaux qualifiés de " noyaux lourds " éjectaient leurs nucléons en excès sous forme de noyaux d’hélium, constitués d'un assemblage de deux protons et de deux neutrons.
...Ces particules d’énergie, qui se révèlent donc, être des ions d’hélium, se caractérisent par leur important volume, ainsi que leur masse supérieure à celle des particules émises par les autres types de rayonnements. En raison de leur masse conséquente, les rayons alpha se propagent suivant des trajectoires quasi rectilignes. La pénétration des rayonnements alpha est faible. En effet, une simple couche d'air de 3 cm, ou une feuille de papier suffisent à freiner voire à stopper ces derniers .Ils sont entièrement arrêtés par une feuille d'aluminium d'une épaisseur de quelques dizaines de microns.
...D'autres expériences, consistant à soumettre un rayonnement alpha à des champs électromagnétiques démontrèrent que leur trajectoire est déviée vers le pôle négatif, en conséquence, ce type de particule est positivement chargée.
...Concernant la médecine nucléaire, les rayons alpha sont principalement utilisés en radiothérapie du fait de leur pouvoir ionisant élevé associé à leur pouvoir de pénétration faible, qui permet de détruire des tumeurs cancéreuse de manière très localisée.
b)Rayons Bêta β
...Le rayon bêta, fut découvert en même temps que les rayons alpha par Rutherford. On distingue deux types de rayons β ; les rayons β+ et les rayons β- .• Rayons β - :...Les rayons β-, proviennent de la désintégration de radionucléides artificiels ou naturels.Les noyaux radioactifs β- sont des noyaux présentant un excès de neutrons qu'ils transforment en protons par émission d'un électron ainsi que d'une particule neutre, de petite taille et d'une masse minime : l'antineutrino électronique. Cette réaction peut être modélisée par :
...................................n → p+ + e- + Ve
Avec n, un neutron ; p+ un proton ; e- un électron, et, Ve un antineutrino électronique.• Rayons β + :...Ce type de rayonnement provient de radioactivité dite " Artificielle". La radioactivité β+, concerne des radionucléides présentant un surplus de protons qui sont alors transformés en neutrons par émission d'une sorte d'électron positif appelé positon, et d'un neutrino électronique (semblable à l'antineutrino de la désintégration β -).Ce phénomène peut être modélisé par :
.................................p+ → n + e+ + νe
Avec n, un neutron ; p+ un proton ; e- un électron, et, Ve un antineutrino électronique.
.....La vitesse d'émission des rayons bêtas est similaire à la vitesse de la lumière (environ 270 000 Km/s) .Les particules bêta qui sont, en réalité, des électrons ou des positrons sont donc légères. Du fait de leur faible masse, les particules bêta sont plus facilement déviées. C'est la raison pour laquelle leur trajectoire dans la matière est, contrairement à celle des particules alpha, très sinueuse.
...Cependant, ce type de rayonnement, présente un pouvoir de pénétration très puissant. En effet, seule une colonne d'air de plusieurs mètres ou plusieurs millimètres d'aluminium sont nécessaires pour les arrêter.
...Les radioactivités β+ et β- sont des manifestations particulières d'une nouvelle interaction fondamentale : l'interaction faible.
c)Rayons Gamma
...Les rayons gamma sont de l’énergie pure, ils ne représentent aucune masse. De nature électromagnétique, ils résultent du réaménagement des nucléons à l'intérieur d'un noyau atomique, qui émet alors un photon (de longueur d'onde de 10 -10 à 10-12 m.) C'est l'émission de ce photon, qui est appelée rayon gamma, organisé en couches concentriques (similaire aux électrons gravitant autour du noyau). Dès qu'un nucléon glisse d'une couche nucléaire externe vers une couche plus interne (donc moins énergétique), il se produit de l'énergie sous forme de photon gamma.
...La radioactivité gamma n'existe quasiment jamais seule, en effet elle s'associe à l'émission de rayon alpha ou bêta. Un tel phénomène est dû au fait que suite à l'émission radioactive de particules alpha ou bêta, le noyau est encore excité (état d’énergie élevé) car ses nucléons n'ont pas encore trouvé leur équilibre, le noyau libère alors rapidement un trop plein d'énergie par l'émission d'un rayonnement gamma. La vitesse de propagation des particules gamma est celle de la lumière du fait qu'elles soient de l'énergie pure, d'aucune masse.
...Ce qui caractérise majoritairement les rayons gamma, est leur pouvoir de pénétration intense. Effectivement, de fortes épaisseurs de matériaux compacts sont nécessaires pour arrêter ces rayons tels que le fer, le plomb. En effet, le rayonnement gamma a la capacité de traverser plusieurs centaines de mètres d’air sans que sa puissance ne soit altérée.
