Dr BOUCAR NDONG
PLAN INTRODUCTION I-RADIOACTIVITE NATURELLE II-RADIOACTIVITE ARTIFICIELLE III- LOIS QUANTITATIVES DE LA RADIOACTIVITE IV- FILIATIONS RADIOACTIVES CONCLUSION
INTRODUCTION Stabilité des noyaux résulte d une situation d équilibre entre protons et neutrons conditions d équilibre ne sont pas respectées,nucléide devient instable. Transformation spontanée en 1 temps plus ou moins bref en émettant des rayonnements. Radionucleides sont à l origine de la radioactivité
RADIOACTIVITE NATURELLE
RADIOACTIVITE NATURELLE Radioactivité n a pas été inventé par l homme Découverte en 1896 par Henri Becquerel. Il avait rangé sa plaque photographique près de sels d uranium qu il étudiait. Film photographique était impressionné sans avoir été exposé à la lumière Conclusion: uranium émettait des Ryts invisibles ressemblant aux RX découverte par le physicien allemand l année précédente
1-RADIONUCLEIDES PRIMORDIAUX Famille de l Uranium 238 (T=4.510 9 ans ) cette série se termine par le plomb Pb. Famille de l Uranium 235 (T=710 8 ans ) dans la chaine radioactive se termine par le plomb Radioéléments ne donnant pas de filiations radioactives ayant une période comprise entre 10 9 et 10 18 ans Exemple: 40 K ( T= 1,25 10 9 ans)
2- RADIONUCLEIDES NATURELLES INDUITS Fabriqués / interaction des ryts cosmiques de haute énergie avec les molécules de l atmosphères. Principaux isotopes formés sont le 14 C (T=5730ans) et 3 H ( T=12,3ans)
RADIOACTIVITE ARTIFICIELLE Provient d éléments radioactifs fabriqués artificiellement Il existe actuellement plus de 1300 radioéléments artificiels. Première fois des radio éléments artificiels en 1934 Irène et Frédéric Curie ont bombardé des cibles d aluminium avec des particules alpha
1- PRODUCTION DANS LES REACTEURS Réacteurs nucléaires fournissent des neutrons produits par la fission des noyaux lourds. Ces particules neutres peuvent pénétrer facilement les noyaux stables d une cible appropriée donnant naissance à la réaction nucléaire productrice du radioélément désiré Exemple :l iode 131 obtenu /fission d uranium 235
2- PRODUCTION DANS LES CYCLOTRONS Certains radioéléments ne peuvent être préparés que /des réactions nucléaires Mettent en jeu des protons, des deutons,des particules alpha ou des ions lourds. Ces particules étant chargées positivement comme le noyau des atomes,il est nécessaire d accélérer ces particules à de grande vitesses Applications: production de 18 FDG Synthèse du fluor 18 se réalise le plus souvent /bombardement avec les protons de l oxygène 18 liquide
LOIS QUANTITATIVES DE LA RADIOACTIVITE
DEFINITION Radioactivité est un phénomène : Essentiellement nucléaire Spontanée Inévitable Aléatoire
1-ACTIVITE Activité d 1 échantillon de substance radioactive correspond : Nombre moyen de transformations nucléaires spontanées /unité de temps Désintégration :caractère probabiliste Elle diminue avec le temps du fait de la disparition des noyaux radioactifs présents L unité de désintégration est le Bq:1 e désintégration /s
QUELS SONT LES MULTIPLES DU Bq 1kBq = 1000Bq 1MBq = 1million de Bq 1GBq = 1milliard de Bq TBq = 1000milliards de Bq Curie :Activité de 1g de radium,élément naturel que l on trouve dans les sols avec l uranium
2- DECROISSANCE RADIOACTIVE Le nombre de noyaux radioactifs N subit pour une durée dt, une diminution dn telle que. dn=-λ Ndt on montre aisément que LnN =- λt +LnN 0 N=N 0 e - λt A = λn= A 0 e - λt
3- PERIODE Durée nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux initialement présents dans un échantillon C est le temps au bout duquel le nombre de noyaux restants est égal à N 0 /2 On montre aisément que N/N 0 = 1/ 2 n
4- VIE MOYENNE Temps au bout duquel le nombre de noyaux restant est égal à N 0 /e On montre facilement que ᴌ =1/λ
5-RELATION MASSE-ACTIVITE On peut calculer la masse du radionucléide correspondant à une certaine activité m(g)= A.A(Bq)/η.λ Quantité d iode 131 administrée à un patient pour une exploration thyroidienne de 50μCi correspond à un milliardième de gramme. Quantité d iode 131 libérée lors de l accident de tchernobyl (10 millions de curies) correspond à quelque dizaine de gramme
FILIATIONS RADIOACTIVES
FILIATIONS RADIOACTIVES Filiation radioactive à 3 corps X 1 X 2 X3 Variation du nombre de noyaux pendant 1 intervalle de temps dt des 3 espèces dn 1 /dt =-λ 1 N 1 dn 2 /dt =λ 1 N 1 - λ 2 N 2 dn 3 /dt = λ 2 N 2
FILIATIONS RADIOACTIVES Filiation radioactive à 1,2,3 corps Résolution des équations différentielles donnent les solutions ci contre
FILIATION RADIOACTIVE Evolution générale des populations Ces courbes représentent la décroissance de radio- éléments et de ses fils en fonction de leur période
FILIATION RADIOACTIVE Cas particulier T 1 << T 2 Corps X1 décroit beaucoup plus vite que X2 Dans ce cas X2 se forme à partir de X1 puis se détruit selon sa propre période N2= N1(0) e -λ2t
FILIATION RADIOACTIVE Cas particulier:t1>t2 Cas du molybdène 99 (T=67h) et du technétium99 (T=6h) Tant que le fils est avec son père il décroit avec la période apparante de son père. Dès qu ils sont séparés le fils évolue pour son propre compte
FILIATION RADIOACTIVE Cas particulier:t1>t2
FILIATION RADIOACTIVE Cas particulier T1 >>T2
Dr Boucar NDONG