La radioactivité : Les rayons perturbent la matière

> > La radioactivité : Les rayons perturbent la matière ; écrit le: 30 mars 2012 par lamia

Si la matière perturbe le rayonnement qui la pénètre, en lui faisant perdre tout ou une partie de son énergie, celui-ci le lui rend bien, en dissipant cette énergie sur place et en occasionnant des modifications de structure qui peuvent être considérables. L’ampleur des effets dépend surtout de la quantité d’énergie déposée dans la matière. On a défini une unité particulière pour chiffrer ce dépôt d’énergie : le gray* (Gy) correspond à un joule d’énergie déposée par kilogramme de matière. Cette unité ignore aussi bien le type de particule entrante que la nature et l’organisation de la matière perturbée. D’autres unités prendront en compte ces distinctions importantes. On trouve encore souvent des publications où l’on s’exprime avec l’ancienne unité de dépôt d’énergie , qui était le rad* (1 gray =100 rads).

L’effet d’un dépôt d’énergie dans la matière inerte varie selon que l’on a affaire à un solide, à un liquide ou à un gaz. Les ions formés dans un gaz le rendent électriquement conducteur, ce que l’on met à profit pour détecter des particules. On utilise aussi cette conductivité électrique pour supprimer les risques d’électricité statique dans les ambiances où elle n’est pas la bienvenue (fabrication d’explosifs, de composants microélectroniques, manipulation de papiers, plastiques…). Quelques réactions chimiques ont lieu dans les gaz, comme la création d’ozone (03) à partir de l’oxygène de l’air (02). Par cette réaction, un nez habitué à l’odeur de l’ozone peut détecter qu’il y a eu une forte irradiation de l’air d’un local où a fonctionné par exemple un irradiateur ou un accélérateur de particules. C’est un des rares cas où l’un de nos sens est sensible aux effets indirects de la radioactivité. place et en occasionnant des modifications de structure qui peuvent être considérables.

L’ampleur des effets dépend surtout de la quantité d’énergie déposée dans la matière. On a défini une unité particulière pour chiffrer ce dépôt d’énergie : le gray* (Gy) correspond à un joule d’énergie déposée par kilogramme de matière. Cette unité ignore aussi bien le type de particule entrante que la nature et l’organisation de la matière perturbée. D’autres unités prendront en compte ces distinctions importantes. On trouve encore souvent des publications où l’on s’exprime avec l’ancienne unité de dépôt d’énergie, qui était le rad* (1 gray =100 rads).

L’effet d’un dépôt d’énergie dans la matière inerte varie selon que l’on a affaire à un solide, à un liquide ou à un gaz. Les ions formés dans un gaz le rendent électriquement conducteur, ce que l’on met à profit pour détecter des particules. On utilise aussi cette conductivité électrique pour supprimer les risques d’électricité statique dans les ambiances où elle n’est pas la bienvenue (fabrication d’explosifs, de composants microélectroniques, manipulation de papiers, plastiques…). Quelques réactions chimiques ont lieu dans les gaz, comme la création d’ozone (03) à partir de l’oxygène de l’air (02). Par cette réaction, un nez habitué à l’odeur de l’ozone peut détecter qu’il y a eu une forte irradiation de l’air d’un local où a fonctionné par exemple un irradiateur ou un accélérateur de particules. C’est un des rares cas où l’un de nos sens est sensible aux effets indirects de la radioactivité. que les lacunes et les interstices se recombinent et ramènent le matériau à l’état de départ. On dit que l’on recuit le matériau.

Divers principes physiques permettent une détection très sensible, tirant profit de l’énergie de la particule à détecter. On ne sait bien détecter que les particules chargées. Les particules électriquement neutres devront d’abord traverser des couches de matière, choisies pour favoriser la production de particules chargées secondaires. Celles-ci sont détectées soit dans des milieux gazeux, organisés de façon qu’un ion initial crée une avalanche de plusieurs millions d’ions, soit dans des milieux scintillants, où leur passage induit une production de lumière. Cette scintillation est elle-même convertie en électrons, qui sont ensuite multipliés par des systèmes électroniques. Les milieux semi-conducteurs sont eux aussi utilisés pour détecter des particules chargées ou directement des photons.

Il nous reste à envisager la façon la plus répandue de dissiper de l’énergie, dans tous les milieux : la chaleur. Une solution contenant un corps radioactif peut bouillir sous le simple effet de réchauffement interne, et une des principales limites à la capacité du stockage de déchets radioactifs est la température que le conteneur ne doit pas dépasser. Le calcul de la puissance thermique d’un colis radioactif doit toujours être fait en détail, car les températures pourraient y être élevées. Il y a au moins une source de chaleur radioactive dont nous profitons tous sans toujours le savoir : c’est la Terre ! Lorsque l’on fait le bilan des flux d’énergie que la Terre reçoit du Soleil et qu’elle rayonne vers l’espace, on constate l’importance çle la chaleur dégagée dans la croûte et le manteau terrestres par les éléments radioactifs naturels qui y sont contenus.

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