Comprendre la demi – vie radioactive
La demi-vie radioactive d’un noyau radioactif se nomme période radioactive soit le temps nécessaire pour que la moitié des atomes se désintègrent naturellement.
En effet c’est l’un des termes les plus utiles pour estimer la vitesse de décomposition d’un nucléide sur notre planète.
Et même dans l’espace…
La demi – vie radioactive est donc le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux présents dans un échantillon macroscopique puisse se désintégrer (voir la table greenhired).
C’est donc de façon équivalente, le temps au bout duquel l’activité radioactive diminue d’un facteur 2.
Notion de temps
La radioactivité est un phénomène naturel.
Ce dernier s’atténue progressivement au fil du temps avec la désintégration des atomes radioactifs.
La radioactivité est donc réduite d’un facteur 2 à chaque demi-vie et ainsi de suite.
De ce fait et par extension, elle se réduit d’un facteur 1000 environ après dix demi-vies.
L’instant de désintégration d’un noyau radioactif individuel est donc aléatoire car un noyau ne vieillit pas avec le temps.
Par contre, les mathématiques permettent de modéliser la radioactivité à l’échelle microscopique (un seul noyau instable) et à l’échelle macroscopique (plusieurs noyaux).
De même chaque radionucléide a sa propre demi-vie particulière qui ne change jamais.
Et cela quelle que soit la quantité ou la forme de la matière.
Pour mieux comprendre la demi – vie radioactive, prenons comme exemple le tritium dont la demi-vie est de 12 ans sur la base d’un kilo de cette matière :
- au bout de 12 ans il en restera 500 g
- au bout de 24 ans il en restera 250 g
- 36 ans il en restera 125 g
- 48 ans il en restera 62 g
- 60 ans il en restera 31 g
- 72 ans il en restera 15 g
- 84 ans il en restera 7,5 g
- et etc.
La durée de la période radioactive d’un radio-isotope est en plus inversement proportionnelle à l’intensité de sa radioactivité.
Temps variable
Les demi-vies des noyaux radioactifs sont donc très variables selon les matières radioactives et varient de la milliseconde aux milliards d’années :
- Carbone 14 : 5730 ans
- Iode 131 : 8 jours
- Plutonium 239 : 2,4 × 104 ans
- Polonium 213 : 4 × 10-6 secondes
- Polonium 214 : 0,16 millisecondes
- Radon 220 : 56 secondes
- Radon 222 : 3,82 jours
- Uranium 238 : 4,5 × 109 ans
C’est Ernest Rutherford qui formula dès 1903 la loi de décroissance radioactive (appelée exponentielle ) avant qu’il ne mette en évidence l’existence du noyau atomique.
Par contre la période radioactive ne doit pas être confondue avec la durée de vie moyenne d’une espèce radioactive.
Cette vie moyenne des noyaux est mathématiquement égale à 1,443 fois la période.
De même on se sert aussi de cette période de demi – vie dans la gestion des déchets des centrales nucléaires.
Décroissance en pratique
Le plutonium 240 connaît une période 6 560 ans avant de se désintégrer en uranium 236 : soit 23,42×106 ans
De même l’uranium 236 se désintègre ensuite en thorium 232 (stable) : soit 14,05×109 ans)
La demi-vie du Carbone 14 (14C) est de 5600 ans. Ensuite il devient du Carbone 12.
Ne posez pas votre doigt dessus…
Article : P. du Chélas
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