Quand nous entendons parler d’énergie nucléaire, de fission ou plus récemment de fusion nucléaire, nous y associons généralement les termes de radioactivité et de radiations.
Dans cet article, nous allons vous expliquer ce qu’est la radioactivité et les différents types de radiations.
La radioactivité est la capacité que possède un noyau d’un certain matériau à émettre des particules ou une onde électromagnétique.
Il existe trois types de radiation, les alpha, les beta et les gamma. Les deux premières émettent des particules alors que la dernière émet des ondes électromagnétiques.
Généralement, nous classons les radiations en deux catégories, les radiations ionisantes et les radiations non-ionisantes. Les premières sont les plus dangereuses car elles possèdent suffisamment d’énergie pour casser les ponts chimiques entre des molécules. C’est ce type de radiation qui peut notamment provoquer le cancer.
Les radiations alpha émettent un atome d’hélium et résultent du phénomène de fusion nucléaire dont le principe est de faire fusionner plusieurs atomes afin d’en créer un nouveau.
Les radiations beta + et beta – émettent soit un positron (particule chargée positivement) soit un électron (particule chargée négativement). Ce sont les radiations que l’on retrouve typiquement dans les phénomènes de fission nucléaire utilisés dans nos centrales actuelles. Le principe est de bombarder un matériau, souvent de l’uranium dopé dans le cas des centrales nucléaires, avec des neutrons. Le but est que ces neutrons réagissent avec les noyaux d’uranium. Si la réaction a lieu, elle produira plusieurs particules dont 2 ou 3 neutrons qui interagiront avec des noyaux voisins et ainsi de suite. C’est pour cela que l’on parle de réaction en chaîne dans le cas du phénomène de fission nucléaire.
Le dernier type de radiation sont les radiations gamma qui émettent un photon. Un photon est une particule de lumière avec beaucoup d’énergie. Nous retrouvons notamment ce genre de radiation dans les pulsars présents dans notre voie lactée. Un pulsar est défini comme étant une étoile fortement compacte et radioactive tournant à grande vitesse sur elle-même et fortement magnétisée. Nous les appelons généralement des naines blanches ou des étoiles à neutrons. Elles peuvent être observées uniquement quand le pulsar émet un faisceau de rayonnement électromagnétique hors de ses pôles magnétiques et que ce faisceau pointe vers la Terre.
Il est possible de se protéger contre les deux premiers types de radiations. Pour ce faire, il faut regarder la taille de la particule émise et son énergie.
Un vêtement assez fin permet de stopper l’atome d’hélium contenu dans les radiations alpha et un film mince en aluminium permet de se protéger contre les électrons et positrons émis par les radiations beta. Pour les gamma, étant donné que ce n’est pas une particule à proprement parler et que de surcroît elle possède énormément d’énergie, il faudrait une dalle de plomb avec une épaisseur d’environ 20 centimètres pour s’en protéger.
Les radiations sont un phénomène naturel que l’Homme s’est efforcé de contrôler pour produire de l’énergie. Le problème est que le temps de vie de ces produits radioactifs est très long. Cet aspect représente un des problèmes majeurs du génie nucléaire de nos jours.
Sources:
“Pulsar”, En.wikipedia.org, 2020
“ LMECA2600, Introduction to nuclear engineering and reactor technology”, Aït Abderrahim Hamid professor at UCLouvain
https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsar [25-Sep-2020]