Radioactivité alpha, bêta et gamma

Certains noyaux atomiques sont instables : trop de protons, trop de neutrons, ou trop d'énergie. Pour se stabiliser, ils se transforment spontanément en émettant un rayonnement. C'est la radioactivité, découverte par Becquerel en 1896, puis étudiée par Marie et Pierre Curie. Le phénomène est aléatoire (on ne peut prédire quand un noyau donné se désintégrera) et insensible à la température ou à la pression.

On distingue trois rayonnements, du plus au moins ionisant, et surtout du moins au plus pénétrant :

   type      emis                     penetration
   -------   ----------------------   ------------------------------
   alpha α   noyau d'helium (2p+2n)   arretee par une feuille de papier
   beta β-   un electron rapide        arretee par une plaque d'aluminium
   gamma γ   un photon tres energetique arretee seulement par du plomb epais

   α  --|papier|
   β  -------|aluminium|
   γ  ------------------------|plomb|

Le rayonnement alpha est lourd et fortement chargé : très ionisant, mais peu pénétrant (la peau l'arrête). Le rayonnement bêta est un électron : plus pénétrant. Le rayonnement gamma est une onde électromagnétique de très haute énergie, émise quand un noyau excité se désexcite : le plus pénétrant, il exige un blindage épais.

Cette hiérarchie explique les précautions : une source alpha est dangereuse surtout si elle est ingérée, tandis qu'une source gamma l'est même à distance. Comprendre ce qui est émis est la première étape pour écrire ce qui se passe dans le noyau.