Pouvoir ionisant des émissions radioactives naturelles

Il existe trois émissions radioactives naturelles :

• Émission alpha (α) : Particules constituées de deux protons et de deux neutrons, tout comme le noyau d'un atome d'hélium. Ils ont une charge électrique égale à +2 et une masse égale à 4u ;
• Émission bêta (β) : Particules formées par un électron. Ils ont une charge électrique égale à -1 et leur masse est considérée comme négligeable ;
• Émission gamma (γ) : C'est un rayonnement électromagnétique semblable aux rayons X. Il n'a pas de charge électrique et pas de masse.

Ces émissions ont de l'énergie et, par conséquent, lorsqu'elles sont émises par les noyaux d'atomes radioactifs (noyaux instables), elles atteignent le molécules de gaz, telles que celles présentes dans l'air et capables d'ioniser ces gaz, c'est-à-dire qu'elles arrachent leurs électrons et forment ions.

Les ions sont des atomes d'éléments qui perdent ou gagnent des électrons et se chargent électriquement. Si un atome perd un ou plusieurs électrons, il prend une charge positive et est appelé cation. En revanche, s'il gagne un ou plusieurs électrons, il prend une charge négative et est appelé anion.

Par exemple, après avoir été expulsée du noyau atomique, la particule alpha (₂⁴α) entre en collision avec des molécules d'oxygène gazeux (O₂) et capture deux électrons, se transformant en un atome d'hélium. Depuis l'O₂ en a perdu deux, il s'est ionisé, générant l'ion O₂⁺².

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₂⁴+O₂ → ₂⁴Il+O₂⁺²

Étant donné que la particule alpha a la plus grande masse par rapport aux autres émissions radioactives, son pouvoir ionisant est plus grand, c'est-à-dire qu'il extrait plus facilement les électrons des gaz et parvient à former un plus grand nombre d'ions par cm³ dans sa trajectoire que les autres émissions.

Le pouvoir ionisant des particules bêta est moyen car leur charge électrique est inférieure à celle des particules alpha.

Le rayonnement gamma, d'autre part, a le pouvoir d'ionisation le plus faible parmi les trois, car cette capacité il dépend presque exclusivement de la charge électrique et il n'a pas de charge, donc il ne se forme pratiquement pas ions.

Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie

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FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Puissance ionisante des émissions radioactives naturelles »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/poder-ionizacao-das-emissoes-radioativas-naturais.htm. Consulté le 27 juin 2021.