Question sur la radioactivité

invite950d186e · 21/01/2018, 15h47

Bonjour,
Je n'ai aucune formation de physicien, mais ça m'intéresse.
J'essaie de comprendre en allant chercher des informations sur le net, mais parfois ça bloque !
Je n'arrive pas à trouver l'explication à mes questions.

Voilà, je me suis intéressé à la radioactivité et aux différentes désintégrations,
et quelque chose m'échappe.

Si j'ai bien compris, pour la radioactivité β - :
Lorsqu'il y a un excès de neutrons dans un noyau d'atome, les bosons W- de la force nucléaire faible, modifient un quark (down) d'un neutron, en quark (up).
Le neutron devient alors un proton. Puis il y a émission d'un électron et d'un antineutrino.

Par exemple dans le cas d'un atome instable qui possède 4 protons (+) et 6 neutrons (n), il doit posséder 4 électrons (-) pour que celui-ci soit neutre.
Et c'est là que je ne comprends pas, si le neutron de trop, devient un proton par radioactivité β-,
on se retrouve avec un atome de 5 protons (+) et 5 neutrons (n), mais toujours avec 4 électrons en orbite ? donc l'atome n'est plus neutre.
Si je pars d'un atome avec 6 protons (+), 7 (neutrons) et 6 électrons (-) -> désintégration β- -> 7 protons (+), 6 neutrons et 6 électrons (-),
l'atome n'est plus neutre et n'est toujours pas stable puisque maintenant il a un proton de trop ?

Bref je bloque

et c'est pareil pour la radioactivité β+ et alpha

Si quelqu'un peut m'expliquer tout ça (simplement),
merci d'avance.

**FC05** · 21/01/2018, 16h56

Pour tout ce qui est radioactivité on s'intéresse principalement au noyau.

En gros tu as un problème car tu fais de la physique du noyau et tu cherches à faire le rapport avec de la chimie.
Donc il faut voir en deux étapes.

Dans ton exemple, tu as à la base du Be-10 (4p et 6n) qui se transforme en B-10 (5p et 5n ) par radioactivité béta+.
Il y a dans le processus éjection d'un électron.

Au niveau chimique (atome en entier), il y a au départ 4 électrons autour (si on considère un atome électriquement neutre).
A la fin il y a toujours 4 électrons donc l'atome sera chargé positivement.

Il y a conservation de la charge puisqu'un électron c'est fait la malle avec une charge moins.

Autre exemple, si on prend du carbone 14, il va se désintégrer en azote 14. Dans une molécule, le carbone est tétravalent (4 liaisons), il se transforme en azote tétravalent qui porte une charge positive.
Comme l'atome d'azote est "normalement" trivalent, il se peut que ceci aboutisse à une rupture de la molécule.
En tout cas la molécule aura changé.

invite950d186e · 21/01/2018, 20h06

Tout d'abord merci d'avoir pris le temps de me répondre.

Quand tu dis que "Be-10 (4p et 6n) qui se transforme en B-10 (5p et 5n )", ce n'est pas de la radioactivité β- plutôt, neutron en proton ?

Quand tu dis "donc l'atome sera chargé positivement", c'est ce qu'on appelle un "ion" ?

Quand tu dis "Il y a conservation de la charge puisqu'un électron c'est fait la malle avec une charge moins."
C'est là où je bloque un peu...
L'électron émis du noyau, se retrouve en orbite autour du noyau pour équilibrer la charge, 5p et 5 électrons en orbite pour que l'atome soit neutre ?
ou bien est-ce que les électrons en orbite restent au nombre de 4 et que l'atome reste un ion chargé positivement, mais dans ce cas je ne comprends pas qu'il y ait conservation de la charge.

En fait dans les explications que je trouve sur les sites ou sur youtube, on ne parle jamais des électrons en orbite autour du noyau. Mais uniquement ce qui se passe au niveau du noyau.

**KLOUG** · 22/01/2018, 10h25

Bonjour
Il est assez facile aux atomes de récupérer des électrons.
De mémoire, il y a environ 10 milliards d'électrons libre par mètre cube d'air.
Les "ions" brièvement formés ont toutes facilités pour redevenir atome.
A bientôt
Kloug

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

invite950d186e · 23/01/2018, 07h32

Effectivement il y a l'embarras du choix !

Par contre dans le cas de la radioactivité β+ et alpha, il y a des électrons en trop par rapport aux nombres de protons.
Que ce passe-t-il dans ce cas ?

**XK150** · 23/01/2018, 07h57

Bonjour ,

pour les Bétas , vous regardez l'interaction bétas - matière : http://biochimej.univ-angers.fr/Page...s2/1Cours2.htm

Pour la désintégration alpha , toujours pareil , c'est un NOYAU hélium qui est émis : à la fin de son parcours , il récupèrera 2 électrons libres pour devenir un ATOME d'hélium .

invite950d186e · 23/01/2018, 20h18

Merci pour ce lien ! j'espère pouvoir tout comprendre.

Pour la désintégration alpha, j'ai bien compris pour le noyau d'hélium éjecté.
Je parlais de l'atome qui l'a éjecté, vu qu'il vient de perdre 2 protons (et 2 neutrons), il se retrouve avec 2 électrons de trop.

**XK150** · 23/01/2018, 21h07

Re ,
L'énergie de la désintégration alpha apparaît sous forme d'énergie cinétique qui se partage entre l'alpha et la particule fille .
Cet ion lourd de charge -2e part avec une énergie cinétique de recul telle qu'il va perdre plusieurs électrons au cours de son parcours dans la matière .
Quand il aura ralenti et perdu cette énergie cinétique , il capturera des électrons libres du milieu jusqu'à atteindre la neutralité .

invite950d186e · 24/01/2018, 07h21

ok merci je comprends mieux maintenant.

**ecolami** · 25/01/2018, 11h45

Envoyé par XK150

Re ,
L'énergie de la désintégration alpha apparaît sous forme d'énergie cinétique qui se partage entre l'alpha et la particule fille .
Cet ion lourd de charge -2e part avec une énergie cinétique de recul telle qu'il va perdre plusieurs électrons au cours de son parcours dans la matière .
Quand il aura ralenti et perdu cette énergie cinétique , il capturera des électrons libres du milieu jusqu'à atteindre la neutralité .

Bonjour,
Comment de électrons LIBRES existent-ils dans le milieu ambiant? En réalité pour conserver la neutralité électrique il faut qu'il y ait une série de réactions avec des atomes ou molécules du milieu ambiant et que cette série finisse par concerner (pour simplifier) l'atome à l'origine de la désintégration.
Dans le cas des émissions beta + le positon détruit rapidement un électron qu'il rencontre et déséquilibre alors un second atome. Logiquement l'émission du positon ( >>beta+) doit s'accompagner ensuite de celle d'un électron
Mais cet aspect est systématiquement ignoré...

**Deedee81** · 25/01/2018, 12h30

Salut,

Envoyé par ecolami

Mais cet aspect est systématiquement ignoré...

Parce que ce n'est généralement pas l'effet le plus important.

Mais tu te trompes en disant qu'il est systématiquement ignoré. Dans l'étude du vieillissement des matériaux ou les migrations d'isotopes, dans les stockages des déchets, les effets chimiques sont pris en compte et donc forcément les ionisations due (en particulier) aux rayonnement bêta+.

**XK150** · 25/01/2018, 12h32

Re ,

Oui , il y a des électrons libres dans la matière , voir par exemple cette discussion et la réponse de KLOUG ( c'est du mot à mot avec la mienne ! ) :

http://forums.futura-sciences.com/ph...s-matiere.html

**ecolami** · 25/01/2018, 14h26

Bonjour,
Quand on génère par frottement des objets électriquement chargés on a d'une part des objets avec un excès d'électrons en surface et d'autres avec un déficit d'électrons. Ainsi on peut avoir des électrons libres, dans une certaine mesure. Les rayons cosmiques apportent aussi des particules chargées soit directement soit par excitation gamma de la matière.
Les objets chargé électriquement finissent toujours par perdre leur charge mais j'ignore pourquoi? Est-ce que les rayons cosmiques sont la seule explication?

**Deedee81** · 25/01/2018, 14h46

Envoyé par ecolami

Les objets chargé électriquement finissent toujours par perdre leur charge mais j'ignore pourquoi? Est-ce que les rayons cosmiques sont la seule explication?

La résistance électrique des matériaux n'est jamais infinie (en labo j'avais par exemple mesuré la résistance de la bakélite, ce qui n'a rien de trivial à faire).
Mais je serais bien incapable de dire quel est la part de cette résistance et d'autres effets comme la radioactivité naturelle ou les rayons cosmiques.
D'autres ici on peut-être l'info.

**KLOUG** · 25/01/2018, 18h58

Bonjour
Les rayons cosmiques sont de grands responsables. Dès 1899 Lord Ernest Rutherford ne comprenait pas pourquoi ses électroscopes se déchargeaient systématiquement malgré toutes les précautions d'usage prises (dans le noir, protégés, etc..). Dès 1900 les scientifiques ont fait des mesures sur la tour Eiffel et ont obtenus des résultats supérieurs à ce qui était attendus et c'est en 1914 que l'on confirme l'existence des rayons cosmiques (Hess prix Nobel 1936) surnommés ainsi par Millikan (1926).
En 1938 Pierre Auger montre que les rayons cosmiques génèrent des gerbes de particules secondaires. Et pour donner un ordre de grandeur, il y a 240 particules qui traversent à chaque seconde 1 mètre carré (vous faites environ 1 mètre carré). On trouve de tout dans ces particules dont des électrons.
Et vous ne les sentez pas.
Le Fermi Lab de Chicago et l'observatoire Pierre Auger ont fait de très belles simulations (énergie initiale de l'ordre de 10¹⁸ eV) :
http://astro.uchicago.edu/cosmus/pro...roton_1EeV.mov
Kloug

Question sur la radioactivité