Le noyau atomique/Les familles radioactives
- Ce chapitre est une annexe qui peut être passée en première lecture.
Dans les chapitres précédents, nous avons parlé rapidement des chaînes de désintégration, à savoir du fait que certains noyaux se désintègrent en noyaux instables, qui eux-même se désintègrent et ainsi de suite. Dans ce chapitre, nous allons étudier quatre chaînes de désintégration assez connues des physiciens. Il s'agit des chaînes qui commencent par le Thorium-232, le Neptunium-237, et l'Uranium-235 et 238. Toutes, sauf celle du Neptunium, terminent sur un isotope stable du Plomb : du Plomb 206 pour la chaîne de l'Uranium-238, du Plomb 207 pour l'Uranium-235 et du Plomb-208 pour le Thorium-232.
- Sur les schémas du chapitre, chaque flèche correspond à une désintégration. En dessous de la notation du nucléide (élément chimique, nombre de masse et de protons), se trouve la demi-vie de désintégration de l’élément.
- Chaque chaîne est de plus résumée dans un tableau qui liste chaque noyaux produit par désintégration. Le premier noyau est celui en haut du tableau et chaque passage d'une ligne traduit une désintégration.
La famille de l'Uranium-235
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La chaîne de L'Uranium-235 commence en réalité au Plutonium-239 et termine sur un noyau stable de Plomb-207.
| Élément chimique | Radioactivité | Demi-vie |
|---|---|---|
| Plutonium 239 | Radioactivité alpha | 24 110 années |
| Uranium 235 | Radioactivité alpha | 7 milliards d'années |
| Thorium 231 | Radioactivité bêta | 25,2 h |
| Protactinium 231 | Radioactivité alpha | 32 700 ans |
| Actinium 227 | Radioactivité bêta | 21,8 années |
| Thorium 227 | Radioactivité alpha | 18,72 jours |
| Radium 223 | Radioactivité alpha | 11,43 jours |
| Radon 219 | Radioactivité alpha | 3,96 secondes |
| Polonium 215 | Radioactivité alpha | 1,78 millisecondes |
| Plomb 211 | Radioactivité bêta | 36,1 minutes |
| Bismuth 211 | Radioactivité alpha | 2,15 minutes |
| Thallium 207 | Radioactivité bêta | 4,77 minutes |
| Plomb 207 | Stable | |
La famille de l'Uranium-238
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Encore une fois, la chaîne de désintégration commence à un isotope du Plutonium : le Plutonium-242. .
| Élément chimique | Radioactivité | Demi-vie |
|---|---|---|
| Plutonium 242 | Radioactivité alpha | 373 000 ans |
| Uranium 238 | Radioactivité alpha | 4,4688 milliards d'années |
| Thorium 234 | Radioactivité bêta | 24 jours |
| Protactinium 234 | Radioactivité bêta | 1,2 minutes |
| Uranium 234 | Radioactivité alpha | b245 000 ans |
| Thorium 230 | Radioactivité alpha | 75 000 ans |
| Radium 226 | Radioactivité alpha | 1602 ans |
| Radon 222 | Radioactivité alpha | 3,8 jours |
| Polonium 218 | Radioactivité alpha | 3 minutes |
| Plomb 214 | Radioactivité bêta | 27 minutes |
| Bismuth 214 | Radioactivité bêta | 20 minutes |
| Polonium 214 | Radioactivité alpha | 160 μ-secondes |
| Plomb 210 | Radioactivité bêta | 22,3 ans |
| Bismuth 210 | Radioactivité bêta | 5 jours |
| Polonium 210 | Radioactivité alpha | 138,376 jours |
| Plomb 206 | Stable | |
La famille du Thorium-232
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La chaîne de désintégration du Thorium-232 commence en réalité au Plutonium-244.
| Élément chimique | Rayonnement | Demi-vie |
|---|---|---|
| Plutonium 244 | Radioactivité alpha | 80 millions d'années |
| Uranium 240 | Radioactivité bêta | 14,1 heures |
| Neptunium 240 | Radioactivité bêta | 62 minutes |
| Plutonium 240 | Radioactivité alpha | 6.560 années |
| Uranium 236 | Radioactivité alpha | 23,42 millions d'années |
| Thorium 232 | Radioactivité alpha | 14,05 millions d'années |
| Radium 228 | Radioactivité bêta | 5,75 années |
| Actinium 228 | Radioactivité bêta | 6,15 heures |
| Thorium 228 | Radioactivité alpha | 1,9 années |
| Radium 224 | Radioactivité alpha | 3,63 jours |
| Radon 220 | Radioactivité alpha | 55,6 secondes |
| Polonium 216 | Radioactivité alpha | 0,145 secondes |
| Plomb 212 | Radioactivité bêta | 10,64 heures |
| Bismuth 212 | Deux voies de désintégration :
|
60,55 minutes |
| β− : Polonium 212 | Radioactivité alpha | 0,3 μ-secondes |
| α : Thallium 208 | Radioactivité bêta | 3,053 minutres |
| Plomb 208 | Stable | |
La famille du Neptunium-237
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La chaîne du Neptunium-237 commence encore une fois à un isotope du Plutonium : le Plutonium-241.
Seuls les deux noyaux en fin de chaîne sont observés dans la nature. Il s'agit respectivement du Bismuth-209 et du Thalium-205
| Élément chimique | Radioactivité | Demi-vie |
|---|---|---|
| Plutonium 241 | Radioactivité bêta | 14,4 années |
| Américium 241 | Radioactivité alpha | 432,7 années |
| Neptunium 237 | Radioactivité alpha | 2 140 000 années |
| Protactinium 233 | Radioactivité bêta | 27 jours |
| Uranium 233 | Radioactivité alpha | 159 000 années |
| Thorium 229 | Radioactivité alpha | 75 400 années |
| Radium 225 | Radioactivité bêta | 14,9 jours |
| Actinium 225 | Radioactivité alpha | 10 jours |
| Francium 221 | Radioactivité alpha | 4,8 minutes |
| Astate]] 217 | Radioactivité alpha | 32 millisecondes |
| Bismuth 213 | Radioactivité alpha | 46,5 minutes |
| Thallium 209 | Radioactivité bêta | 2,2 minutes |
| Plomb 209 | Radioactivité bêta | 3,25 heures |
| Bismuth 209 | Radioactivité alpha | 19 milliards de milliards d'années |
| Thallium 205 | Stable | |