Lorsqu’on compte à l’aide d’un détecteur, le nombre de noyaux d’un isotope radioactif qui se désintègre pendant une durée de temps donnée, on constate que pour plusieurs mesures effectuées les résultats obtenus sont complètement différents d’une mesure à une autre.
Et cela ne permettent pas de prévoir exactement à quel instant un noyau va se désintégrer. La désintégration radioactive a donc un caractère purement aléatoire.
Comptage des noyaux désintégrés : comment ca fonctionne ?
Les principaux types de détecteurs sont de trois sortes : les tubes compteurs à gaz à l’instar du compteur Geiger-Muller, les scintillateurs couplés à des photomultiplicateurs, les semi-conducteurs (germanium, silicium, etc.).
Tous ces instruments de comptage du nombre de désintégrations radioactives reposent sur le même principe : le rayonnement capté par le détecteur est converti en signal électrique. Ces détecteurs sont ultra sensibles et peuvent mesurer des valeurs beaucoup plus petites que celles qui pourraient potentiellement avoir un effet sur notre organisme.
Loi de décroissance radioactive : qu’est-ce que c’est ?
Plusieurs expériences menées par les physiciens ont permis de montrer que la variation du nombre de noyaux radioactifs d’une source quelconque dans un intervalle de temps bien déterminé tend vers une valeur moyenne constante. Ce qui veut dire qu’on peut donc prévoir l’évolution statistique d’un grand nombre de noyaux.
Le taux de désintégration d’un échantillon encore appelé le nombre moyen de désintégration produit par la source par unité de temps, par contre n’est pas aléatoire comme l’est la désintégration elle-même. Ce taux est toujours proportionnel au nombre moyen de noyaux de noyaux radioactifs que contient l’échantillon.
Le coefficient de proportionnalité
Le coefficient de proportionnalité est appelée la constante radioactive ou constante de désintégration. Elle est caractéristique du radionucléide et représente la probabilité pour un noyau de se désintégrer par unité de temps.
Le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon diminue exponentiellement avec le temps : c’est la loi de décroissance radioactive. Cette loi a été énoncée pour la première fois en 1902 par Ernest Rutherford et Frédéric Soddy.
N représente le nombre de noyaux présents dans l’échantillon à l’instant t et No le nombre de noyaux à l’instant initial. l est la constante radioactive
Etant donné que la masse d’un radionucléide est proportionnelle au nombre de noyaux, la loi de décroissance radioactive peut également s’exprimer en fonction de la masse.
Période radioactive ou demi-vie
La période radioactive ou demi-vie d’un radionucléide est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs initialement présents dans un échantillon soit complétement désintégrée. Comme pour la constante radioactive, elle est également une constante caractéristique du radionucléide et elle s’exprime en secondes.
Activité d’un échantillon
Un échantillon radioactif se caractérise par son activité. L’activité d’un échantillon radioactif est le nombre moyen de désintégrations qu’il produit par unité de temps. Dans le système international, l’unité d’activité radioactive est le becquerel (symbole Bq) en hommage à Henri Becquerel qui a découvert la radioactivité en 1896. 1 Bq = 1 désintégration par seconde.
