Activité radioactive

Taux de désintégrations et de rayonnements émis

L’activité d’un échantillon de matière radioactive est définie par le nombre des désintégrations qui se produisent en son sein à chaque instant. Cette activité est une caractéristique primordiale de cet échantillon avec la nature des rayons émis. Elle représente sa « radioactivité de base ». Quand l’échantillon contient plusieurs éléments, l’activité totale est la somme des activités de chaque élément.

L’activité mesure aussi le nombre de rayonnements émis par seconde. Plus une substance est active, plus elle émet de rayons. L’activité alpha ou bêta est égale au nombre de rayons alpha ou bêta émis. L’activité gamma dépend du nombre moyen de gamma par désintégration. Dans les désintégrations produisant un alpha ou un bêta, les nombres de désintégrations et les activités alpha ou bêta sont égales.

L’activité d’un radioélément varie en sens inverse de sa durée de vie. Elle est d’autant plus faible que sa période radioactive est longue. Plus un noyau vit longtemps, moins il est radioactif (une bougie brûlant à petit feu met du temps à se consumer). C’est ainsi que dans l’uranium-238 qui vit 4,5 milliards d’années, un noyau seulement sur 45 millions se désintègre au bout d’un siècle. Cette rassurante lenteur n’empêche l’uranium d’être souvent présenté dans comme un dangereux corps radioactif, alors que sa nocivité est bien davantage chimique.

À l’opposé, un radioélément comme l’oxygène-15, utilisé en imagerie médicale, disparaît en quelques minutes (l’éclat d’un bref feu d’artifice). Une quantité très faible de cet isotope de l’oxygène suffit pour observer une activité significative.

Quand on mesure une activité, on compte le nombre de noyaux d’atomes qui se désintègrent ou le nombre de rayons émis détectés. Comme le nombre d’atomes présents dans le moindre échantillon de matière est toujours énorme, ces nombres sont toujours importants, même si la proportion d’atomes radioactifs est infime.

Le nombre impressionnant de désintégrations dans le moindre échantillon permet avec des détecteurs sensibles d’observer des doses infinitésimales de substance radioactive et d’effectuer des études d’une extraordinaire sensibilité. Par exemple, il suffit de teneurs aussi infimes que un millionième de milliardième de gramme de césium-137 pour effectuer des études de sédimentation.

Le becquerel : Compter le rythme des désintégrations radioactives.

On définit officiellement l’activité d’un échantillon de matière radioactive comme le nombre de désintégrations qui s’y produit par seconde. L’unité d’activité le becquerel, porte le nom d’Henri Becquerel qui découvrit les premiers rayonnements radioactifs. Un becquerel représente une désintégration par seconde.

On a longtemps mesuré autrefois les activités en « Curies» en les comparant avec une source étalon d’un gramme de radium. Une telle source produisait 37 milliards de désintégrations par seconde. Elle était intense et les activités des sources usuelles s’exprimaient en milli ou microcuries. Le becquerel est à l’opposé une unité à l’échelle d’un noyau, extraordinairement petite : un millionième de Curie (1 microcurie) vaut 37 000 becquerels (Bq).

Le becquerel est une unité certes cartésienne, logique. Son défaut est d’être extrêmement petite. Une exemple illustrera son extrême petitesse. Nous ne sommes guère radioactifs, mais un becquerel équivaut à l’activité de 10 grammes de notre corps ! Néanmoins, les détecteurs d’aujourd’hui sont à même de détecter des millièmes voire des millionièmes de becquerels.

A l’occasion d’accidents de radioactivité ou nucléaires, l’extrême petitesse du becquerel est très rarement rappelée. C’est ainsi qu’à la fin septembre 2017, l’IRSN à détecté en France des traces de ruthénium-106 dans l’air de l’ordre de quelques dizaines de micro-becquerels, la radioactivité d’un milligramme de notre corps. Ces traces provenaient d’installations russes dans l’Oural. La plupart des narrations grandissait l’incident, passant sous silence la modestie du becquerel. L’absence de ce rappel multiplia les peurs de l’homme de la rue, profane en la matière.