La radioactivité: un phénomène naturel

Bien qu’elle évoque généralement le danger, la radioactivité n’en demeure pas moins un phénomène tout à fait naturel, omniprésent, auquel toute matière est soumise en permanence. En pratique, tout est radioactif et les radionucléides qui en sont à l’origine sont pour la plupart mesurables.

La radioactivité a pour origine la désintégration de noyaux atomiques instables. Ces désintégrations s’accompagnent d’émissions de particules et de rayonnements électromagnétiques capables de modifier la structure du cortège électronique des atomes qu’ils rencontrent, les transformant en ions. On parle alors de rayonnements ionisants. Il existe trois types de rayonnements ionisants qui sont détaillés ci-dessous.

Rayonnements ionisants

Il existe trois types de rayonnements ionisants:

  • Alpha (α): il s’agit de l’émission d’un noyau d’hélium. Particule très énergétique mais très lourde, son trajet dans l’air n’excède pas 7 cm. Les particules alpha ne sont pas pénétrantes et sont arrêtées par une feuille de papier ou par la peau. Leur toxicité radiologique s’exprime essentiellement en cas de contamination interne (radionucléides inhalés ou ingérés).
  • Beta (β): il s’agit de l’émission d’un électron (β) ou d’un positron (β+). Particules de faibles masses et d’énergies moyennes, ils voyagent dans l’air sur quelques mètres. Les particules beta sont peu pénétrantes et peuvent être arrêtées avec quelques cm d’aluminium ou quelques mm d’acier.
  • Gamma (γ): il s’agit de l’émission d’un photon de haute énergie (10 KeV à 3 MeV) qui accompagne le plus souvent les désintégrations α et β. C’est un rayonnement électromagnétique, extrêmement pénétrant et ne pouvant être atténué que par des matériaux très denses tels que le plomb.

Ce que nous mesurons

Ce sont les photons gamma qui sont mesurés au LAFARA. Chaque photon possède une énergie propre à l’atome qui le génère. Le principe de la spectrométrie gamma repose ainsi sur un comptage statistique de photons gamma, discriminés grâce à leur énergie.

Le LAFARA est spécialisé dans la mesure d’isotopes radioactifs émetteurs gamma, naturels ou artificiels, notamment: 7Be, 40K, 60Co, 131I, 134Cs, 137Cs, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, 234Th, 241Am, etc…

Comment nous le mesurons

C’est très simple, la mesure gamma consiste à positionner un échantillon au plus près d’un cristal de germanium (semi-conducteur) et attendre! Chaque photon gamma qui s’échappe de l’échantillon et traverse le cristal de germanium est susceptible d’être comptabilisé. A la fin d’une mesure, un nombre de coups est totalisé pour chaque radionucléide identifié. Ce nombre de coups est rapporté au temps d’analyse, de manière à obtenir une activité en Becquerels (unité Bq = nombre de désintégration(s) par seconde), puis à la masse d’échantillon afin d’obtenir une activité massique exprimée en Bq kg-1. Cette mesure est non destructive pour l’échantillon, qui pourra être rendu à son propriétaire après analyse.