La méthode la plus utilisée pour produire des isotopes radioactifs est l'irradiation par des neutrons thermiques, en raison des flux élevés de neutrons dont on peut disposer dans les réacteurs.
Deux atomes peuvent avoir un même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Ce sont alors des isotopes.
Les nucléides d'un élément qui ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons sont appelés des isotopes de cet élément. Il s'agit de variantes du même élément de base.
Les isotopes d'un même élément chimique se trouvent au même endroit dans le tableau périodique. L'isotope écrit dans le tableau périodique est celui qui est le plus abondant dans l'univers. Pour nommer un isotope, on donne le nom de l'élément suivi du nombre A de nucléons.
Dans la nature, les éléments existent sous différentes formes. En effet, plusieurs atomes peuvent avoir le même numéro atomique, mais un nombre de neutrons différent. Ces atomes sont des isotopes. Les isotopes sont des atomes qui ont le même numéro atomique, mais pas le même nombre de masse.
C'est le fer. Au début de leur vie, les étoiles tirent leur énergie de la fusion de petits noyaux atomiques pour former des noyaux plus gros. Les étoiles fabriquent ainsi de l'hélium par fusion de noyaux d'hydrogène. Quand il est épuisé, l'hélium réagit et donne du carbone et de l'oxygène.
L'uranium, élément chimique le plus lourd à l'état naturel
L'isotope 238 du plomb, avec 82 protons et 126 neutrons, est lui le plus lourd de tous les nucléides stables existants. Mais en 1940, les chimistes ont réussi à produire l'isotope 239 du neptunium en bombardant de l'uranium 238 avec des neutrons.
Un radioisotope (contraction de radioactivité et d'isotope) est un isotope radioactif (parce que son noyau est un radionucléide). Un radioélément (contraction de radioactivité et d'élément) est un élément chimique dont tous les isotopes connus sont des radioisotopes.
Un isotope est un corps simple dont le noyau atomique a le même nombre de protons qu'un autre mais dont le nombre de neutrons est différent : par exemple l'oxygène 18 (18O) et l'oxygène 15 (15O). La proportion de neu- trons dans le noyau peut rendre l'atome instable : il peut être radioactif.
Stabilité de l'atome
Pour que le noyau et les électrons restent stables entre eux. Ils sont donc liés par une énergie de liaison. Si ils ne sont pas bien liés entre eux, les atomes deviennent instables et se transforment.
L'élément le plus abondant dans l'Univers est l'hydrogène, suivi de l'hélium, les deux éléments les plus simples au niveau atomique et les plus légers de tous.
Le carbone 12 a une masse de 12 u, u étant l'unité de masse atomique qui représente la masse d'un proton ou d'un neutron. Il possède alors six protons, le numéro atomique, et donc 6 neutrons. Le carbone 14 possède alors 8 neutrons et 6 protons, il a donc une masse de 14 u.
Le numéro atomique est souvent omis, car redondant avec le symbole chimique : 12C et 14C, par exemple. On peut également représenter les isotopes par leur nom suivi de leur nombre de masse séparé par une espace (et non un tiret, contrairement à l'anglais) : carbone 14, oxygène 18, fer 56, etc.
le 12C, le 13C et le 14C sont trois isotopes du carbone, car ils possèdent tous 6 protons. Cependant, leurs nombres de neutrons diffèrent le 12C en a 6, le 13C en a 7, et le 14C en a 8.
Il existe 3 types de rayonnements radioactifs : α (alpha), qu'une feuille de papier peut arrêter. β (bêta), qu'une feuille d'aluminium peut arrêter. γ (gamma), pour lequel il faut une forte épaisseur de plomb ou de béton pour l'arrêter.
Ces trois types de réactions, la fission, la fusion, et la radioactivité, ont un point commun : ce sont des transformations nucléaires.
La radioactivité, une donnée naturelle
de la terre, des roches qui renferment naturellement des atomes radioactifs comme l'uranium 238, le potassium 40 ou le thorium 232. Ainsi, sous nos pieds, de nombreuses roches, comme le granite, contiennent par exemple du radium produisant un gaz radioactif naturel : le radon.
En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est désigné par le numéro atomique (Le numéro atomique (Z) est le terme employé en chimie et en physique pour représenter le nombre...).
Ainsi, l'oxygène a trois isotopes stables naturels, en proportions très différentes: 16O (99,763 %), 17O (0,0375 %) et 18O (0,1995 %), dont les masses atomiques respectives sont 16, 17 et 18.
En bombardant une feuille d'aluminium avec une source de rayons alpha, ils observent en effet l'apparition d'un élément inconnu. Cet élément s'avérera être un isotope du phosphore, le phosphore 30.
Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone. Sa période radioactive, temps au bout duquel la moitié de ces atomes s'est désintégrée en azote 14, est de 5 730 ans. Se formant dans la haute atmosphère de la Terre, il existe 1 atome de carbone 14 pour 1 000 milliards de carbone 12 (isotope non radioactif).
L'uranium est un minerai qui, à l'état naturel, est déjà « radioactif » : les atomes qui le composent sont instables et se désintègrent spontanément en émettant de l'énergie sous forme de rayonnements. Il existe différentes formes d'uranium, présentant des degrés plus ou moins élevés de radioactivité.
L'azote 14 (14N) est l'isotope de l'azote dont le noyau est constitué de 7 protons et de 7 neutrons. C'est l'un des deux isotopes stables de l'azote, et représente 99,636 % de l'azote présent sur Terre.
Le radium est un métal alcalino-terreux présent en très faible quantité dans les minerais d'uranium. Il est extrêmement radioactif, la demi-vie de son isotope le plus stable (226Ra) étant de 1 600 ans.