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IAEAInternational Atomic Energy Agency
Radioactivité - 1
désintégrations radioactives
Jour 1 – Leçon 4
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Objectif
Discuter les principes de désintégration radioactive et certains termes pertinents
Définir les unités de mesure de la désintégration radioactive
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Contenu
Activité Loi de décroissance radioactive Période radioactive ou demi-vie La vie moyenne Constante de décroissance
radioactive Unités
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La Radioactivité
La radioactivité est la propriété de certains atomes qui se transforment spontanément en dégageant de l’énergie sous forme de rayonnements divers
Les atomes radioactifs émettent des rayonnements ionisants lorsqu’ils se désintègrent
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Les éléments d'origine naturelle
• Dans la nature il existe environ 300 nuclides
• La majorité des éléments d’origine naturelle sont sables
Mais
• Certains ayant un poids atomique élevé, à partir du Polonium (Z = 84) suivi du Radium (88), du Thorium (90), de l‘Uranium (92) sont entièrement constitués de nucléides instables
• Les substances instables subissent des transformations spontanées, la désintégration radioactive ou la décroissance radioactive à des taux précis.
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1 Bq = 1 désintégration par seconde
L’Activité
La quantité présente d’un radionucléide
Unité SI est le Becquerel (Bq)
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Multiples & Préfixes (Activité)
Multiple Préfixe Abréviation1 ------- Bq
1.000000 Méga (M) MBq
1.000.000.000 Giga (G) GBq
1.000.000.000.000 Téra (T) TBq
1 x 1015 Péta (P) PBq
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Unités
1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 dps
1 Becquerel (Bq) = 1 dps
1 Ci = 3,7 x 1010 Bq ou
1Ci = 37 GBq
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Unités
Unités Ancienne unité Unités SI Conversion
Activité curie (Ci) becquerel (Bq) 1 Ci=3,7 x 1010Bq
Dose Absorbée
rad gray (Gy) 1 rad = 0.01 Gy
Dose Equivalente
rem sievert (Sv) 1 rem = 0.01 Sv
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La constante de décroissance est
notée NOTE: Unités de en
Typiquement ou sec-1 ou “par seconde”
Constante de décroissance radioactive
1
temps
1sec
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A = N
Où “A = activité” son unité est la désintégration par seconde(dps ou Bq)
Activité
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La relation entre la demi-vie (ou période) et
la constant e est:
Demi-vie et la Constante de décroissance
T½ = 0.693*
* Avec 0,693 = Ln 2
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Demi-vie ou période
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Demi-vie ou période
Radionucléide Demi-vie
Phosphor-32 14,3 jours
Iridium-192 74 jours
Cobalt-60 5,25 années
Césium-137 30 années
Carbone-14 5760 années
Uranium-238 4,5 x 109 années
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Exemple: Exercice
Un accident de criticité se produit dans une installation de traitement de l'uranium. 1019 fissions se produisent sur une période de 17 heures. Etant donné que le rendement de fission pour 131I est de 0,03 et sa demi-vie est de 8 jours, calculer l'activité de l'iode-131 à la fin de l'accident. On néglige la désintégration de 131I lors de l'accident.
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Solution
Activité = N = x
x ( 1019 x 0,03) = 3 x 1011 Bq de 131I
0,693
8 jrs
1
86,400 sec. jr-1
3 x 1011 Bq
3,7 x 1010 Bq/Ci= 8.1 Ci 131I
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Equation Différentiellede décroissance Radioactive
= -N(t)dNdt
Le taux de décroissance à un certain temps est directement proportionnel au nombre d'atomes radioactifs présents à ce moment-là
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Equation de décroissance Radioactive
N(t) = No e -t
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Exprimant l’équation en termes d’activité:
Equation de décroissance Radioactive
N(t) = No e-t
A(t) = Ao e- t
Où A(t) = l’activité à un temps t
et Ao = l’activité initiale au temps t = 0
ou
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Décroissance Radioactive
L’activité qui a décrue après “n” demi-vies est donnée par:
A(t)Ao
1 -
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L’activité “A” qui reste après “n” demi-vie est donnée par
Décroissance Radioactive
AAo
12n*
=
* Avec n = t / T1/2
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La vie moyenne
TM = 1.44 T1/2
Pour certaines applications, comme dans le cas de la dosimétrie interne, il est commode d'utiliser la durée de vie moyenne du radio-isotope
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Un radionucléide a une demi-vie de 10 jrs. Quelle est sa vie moyenne?
Exemple
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Solution de l’exercice
Vie moyenne = 1.44 T1/2
= 1.44 x 10 jrs
= 14.4 jrs
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Où obtenir plus d'informations
Cember, H., Johnson, T. E, Introduction to Health Physics, 4th Edition, McGraw-Hill, New York (2009)
International Atomic Energy Agency, Postgraduate Educational Course in Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources (PGEC), Training Course Series 18, IAEA, Vienna (2002)
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