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Radioactivité beta-



  1. #1
    cerfa

    Radioactivité beta-


    ------

    Bonjour

    Une petite question toute bête (?)

    Si un atome subit une désintégration beta- l'électron est bien créé et émis en dehors de l'atome. Dans l'atome fils il y a donc un proton de plus que dans l'atome père, mais pas d'électron en plus. En clair et c'est ma question:

    l'atome fils créé n'est-il pas un cation en fait ?

    Merci de vos réponses

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Coincoin

    Re : Radioactivité beta-

    Salut,
    Tu as raison. Mais les charges vont se rééquilibrer dans le matériau.
    Encore une victoire de Canard !

  4. #3
    cerfa

    Re : Radioactivité beta-

    Salut

    Merci pour la confirmation.

    Dans un vrai matériau macroscopique il me semble que les électrons émis peuvent parcourir quelques millimètres avant d'être à nouveau capturés. D'où deux questions

    1) il doit bien exister des électrons émis par des couches proches de la surface du matériau et qui le quittent définitivement pour parcourir quelques mètres dans l'air. Le matériau initial se charge-t-il alors positivement ? Il me semble que de fait cette situation ne peut par perdurer, comment le matériau peut-il récuperer ses charges ?

    2) Les électrons qui sont capturés par un autre atome du matériau donne dans un premier temps un anion. Si le matériau est isolant (une roche c'est isolant ?) comment les charges peuvent-elles se rééquilibrer ?

    Merci pour les approfondissements à venir !

  5. #4
    mariposa

    Re : Radioactivité beta-

    Citation Envoyé par cerfa Voir le message

    2) Les électrons qui sont capturés par un autre atome du matériau donne dans un premier temps un anion. Si le matériau est isolant (une roche c'est isolant ?) comment les charges peuvent-elles se rééquilibrer ?

    Merci pour les approfondissements à venir !
    .
    Un isolant n'est pas vraiment isolant. Les charges négatives sont piégées dans des niveaux Ec-Ea localisés dans la bande interdite. Ceux-ci sont émis dans la bande de conduction avec une énergie d'activation exp-(Ec-Ea)/kT. L'électron se déplace dans la bande de conduction pour être capturé par une charge positive et devenir neutre.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    cerfa

    Re : Radioactivité beta-

    Bonjour

    Merci pour la réponse.
    Je me demande cependant si pour un matériau aussi hétérogène qu'une roche on peut appliquer la théorie des bandes de conduction sur une échelle aussi grande. Et de plus peut-on considérer l'électron émis avec ces plusieurs keV d'énergie cinétique comme guidé dans la bande de conduction ?

    Après y avoir réfléchi je me demande si les cations résultants d'une désintégratino beta- ne captureraient pas tout simplement les électrons émis par d'autres atomes se désintégrant à la bonne distance (quelques mm ?). N'est-ce pas un mécanisme plausible de rééquilibrage des charges en moyenne ?
    Les électrons beta- ne parcourt que quelques mm en cédant de l'énergie (en excitant, voire en ionisant des atomes sur son trajet), ce qui fait qu'ils risquent bien par finir par se faire capturer par un cation. Qu'en pensez-vous ?

    Il reste cependant l'autre bout de question sur les électrons qui se sont échappés définitivement du matériau... Peut-être les mêmes mécanismes sont-ils en place ?

    Merci pour les contributions passées et à venir.

  8. #6
    mariposa

    Re : Radioactivité beta-

    Citation Envoyé par cerfa Voir le message
    Bonjour

    Merci pour la réponse.
    Je me demande cependant si pour un matériau aussi hétérogène qu'une roche on peut appliquer la théorie des bandes de conduction sur une échelle aussi grande. Et de plus peut-on considérer l'électron émis avec ces plusieurs keV d'énergie cinétique comme guidé dans la bande de conduction ?
    .
    Même pour une roche très hétérogène on peut parler de bandes (au pluriel) de conduction que l'on peut considérer comme un assemblage de matériaux homogènes séparès par des interfaces qui joueront le role de barrière de potentiel.
    .
    Remarque1: Lorsque les roches sont à suffisament haute température celles-ci peuvent se comporter comme des semiconducteurs, cad qu'il y aura en permanence des électrons dans la bande de conduction et des trous dans la bande de valence.
    ;
    Remarque 2:L'énergie cinétique initiale étant de l'ordre du keV contre 5 eV pour le gap, l'électron initial perdra de l'énergie en ïonisant par impact d'autres atomes. Il y a aura un petit phénomène d'avalanche qui créera une centaine d'électrons secondaires.

    Après y avoir réfléchi je me demande si les cations résultants d'une désintégratino beta- ne captureraient pas tout simplement les électrons émis par d'autres atomes se désintégrant à la bonne distance (quelques mm ?). N'est-ce pas un mécanisme plausible de rééquilibrage des charges en moyenne ?
    .
    Tout a fait excate.

    Les électrons beta- ne parcourt que quelques mm en cédant de l'énergie (en excitant, voire en ionisant des atomes sur son trajet), ce qui fait qu'ils risquent bien par finir par se faire capturer par un cation. Qu'en pensez-vous ?
    Tout a fait excate.

    Il reste cependant l'autre bout de question sur les électrons qui se sont échappés définitivement du matériau... Peut-être les mêmes mécanismes sont-ils en place ?
    .
    Quel est le sens que peut avoir s'échapper définitivement du matériau? A coté d'un matériau il y a toujours un autre matériau.

    Nota très important:

    Quand il y a une désintégration beta- en même temps qu'il y a émission de l'électron il se crée un niveau d'énergie localisé dans le gap qui correspond à un centre coulombien attractif. Donc l'électron émis peut-être à nouveau capturé par l'émetteur, non pas en se recombinant avec un proton de l'émetteur mais en tournant autour du cation comme le ferait dans le vide un électron autour du proton de l'atome d'hydrogène.

  9. Publicité
  10. #7
    cerfa

    Re : Radioactivité beta-

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    ..
    Quel est le sens que peut avoir s'échapper définitivement du matériau? A coté d'un matériau il y a toujours un autre matériau.
    J'entendais par là l'idéalisation d'un matériau contenant des atomes radioactif entouré d'autres matériaux non radioactifs (comme de l'air en oubliant les faibles isotopes radioactifs présents), qui ne seraient pas susceptibles de fournir des charges libres pour équilibrer le départ des électrons émis à la surface du matériau radioactif.


    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    ..
    Quand il y a une désintégration beta- en même temps qu'il y a émission de l'électron il se crée un niveau d'énergie localisé dans le gap qui correspond à un centre coulombien attractif. Donc l'électron émis peut-être à nouveau capturé par l'émetteur, non pas en se recombinant avec un proton de l'émetteur mais en tournant autour du cation comme le ferait dans le vide un électron autour du proton de l'atome d'hydrogène.
    Je crois que mon problème c'est que j'ai une vue trop corpusculaire du mouvement de l'électron par rapport à vos explications. J'ai du mal en particuliuer à accepter que l'électron émis avec une énergie de quelques keV puisse simplement être capturé par le cation nouvellement formé, où même simplement puisse être décrit comme circulant dans la bande de conduction. Mais là c'est sûrement mon manque de connaissance dans ce domaine

    Merci en tout cas pour vos explications, et si vous avez le courage de m'en dire un peu plus.... ou de me donner des pistes...

  11. #8
    mariposa

    Re : Radioactivité beta-

    Citation Envoyé par cerfa Voir le message
    Je crois que mon problème c'est que j'ai une vue trop corpusculaire du mouvement de l'électron par rapport à vos explications. J'ai du mal en particuliuer à accepter que l'électron émis avec une énergie de quelques keV puisse simplement être capturé par le cation nouvellement formé, où même simplement puisse être décrit comme circulant dans la bande de conduction. Mais là c'est sûrement mon manque de connaissance dans ce domaine

    Merci en tout cas pour vos explications, et si vous avez le courage de m'en dire un peu plus.... ou de me donner des pistes...
    Toutes les réponses a tes questions sont liées a des connaissances élémentaires sur la physique des semiconducteurs et des défauts dans les semiconducteurs. Aussi je te suggére d'étudier ce sujet à un niveau très simple et tu auras la capacité de répondre toi même à toutes les questions que tu as posé.
    .
    Pour répondre plus efficacement à tes questions il aurait fallu faire des dessins. hélas ce n'est pas immédiat.

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