Le noyau atomique/Les familles radioactives

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Ce chapitre est une annexe qui peut être passée en première lecture.

Dans les chapitres précédents, nous avons parlé rapidement des chaines de désintégration, à savoir du fait que certains noyaux se désintègrent en noyaux instables, qui eux-même se désintègrent et ainsi de suite. Dans ce chapitre, nous allons étudier quatre chaines de désintégration assez connues des physiciens. Il s'agit des chaines qui commencent par le Thorium-232, le Neptunium-237, et l'Uranium-235 et 238. Toutes, sauf celle du Neptunium, terminent sur un isotope stable du Plomb : du Plomb 206 pour la chaine de l'Uranium-238, du Plomb 207 pour l'Uranium-235 et du Plomb-208 pour le Thorium-232.

Sur les schémas du chapitre, chaque flèche correspond à une désintégration. En dessous de la notation du nucléide (élément chimique, nombre de masse et de protons), se trouve la demi-vie de désintégration de l’élément.
Chaque chaine est de plus résumée dans un tableau qui liste chaque noyaux produit par désintégration. Le premier noyau est celui en haut du tableau et chaque passage d'une ligne traduit une désintégration.

La famille de l'Uranium-235[modifier | modifier le wikicode]

Chaine de désintégration de l'Uranium 235.

La chaine de L'Uranium-235 commence en réalité au Plutonium-239 et termine sur un noyau stable de Plomb-207.

Élément chimique Radioactivité Demi-vie
Plutonium 239 Radioactivité alpha 24 110 années
Uranium 235 Radioactivité alpha 7 milliards d'années
Thorium 231 Radioactivité bêta 25,2 h
Protactinium 231 Radioactivité alpha 32 700 ans
Actinium 227 Radioactivité bêta 21,8 années
Thorium 227 Radioactivité alpha 18,72 jours
Radium 223 Radioactivité alpha 11,43 jours
Radon 219 Radioactivité alpha 3,96 secondes
Polonium 215 Radioactivité alpha 1,78 millisecondes
Plomb 211 Radioactivité bêta 36,1 minutes
Bismuth 211 Radioactivité alpha 2,15 minutes
Thallium 207 Radioactivité bêta 4,77 minutes
Plomb 207 Stable

La famille de l'Uranium-238[modifier | modifier le wikicode]

Chaine de désintégration de l'Uranium-238.

Encore une fois, la chaine de désintégration commence à un isotope du Plutonium : le Plutonium-242. .

Élément chimique Radioactivité Demi-vie
Plutonium 242 Radioactivité alpha 373 000 ans
Uranium 238 Radioactivité alpha 4,4688 milliards d'années
Thorium 234 Radioactivité bêta 24 jours
Protactinium 234 Radioactivité bêta 1,2 minutes
Uranium 234 Radioactivité alpha b245 000 ans
Thorium 230 Radioactivité alpha 75 000 ans
Radium 226 Radioactivité alpha 1602 ans
Radon 222 Radioactivité alpha 3,8 jours
Polonium 218 Radioactivité alpha 3 minutes
Plomb 214 Radioactivité bêta 27 minutes
Bismuth 214 Radioactivité bêta 20 minutes
Polonium 214 Radioactivité alpha 160 μ-secondes
Plomb 210 Radioactivité bêta 22,3 ans
Bismuth 210 Radioactivité bêta 5 jours
Polonium 210 Radioactivité alpha 138,376 jours
Plomb 206 Stable

La famille du Thorium-232[modifier | modifier le wikicode]

Chaine de désintégration du Thorium-232.

La chaine de désintégration du Thorium-232 commence en réalité au Plutonium-244.

Élément chimique Rayonnement Demi-vie
Plutonium 244 Radioactivité alpha 80 millions d'années
Uranium 240 Radioactivité bêta 14,1 heures
Neptunium 240 Radioactivité bêta 62 minutes
Plutonium 240 Radioactivité alpha 6.560 années
Uranium 236 Radioactivité alpha 23,42 millions d'années
Thorium 232 Radioactivité alpha 14,05 millions d'années
Radium 228 Radioactivité bêta 5,75 années
Actinium 228 Radioactivité bêta 6,15 heures
Thorium 228 Radioactivité alpha 1,9 années
Radium 224 Radioactivité alpha 3,63 jours
Radon 220 Radioactivité alpha 55,6 secondes
Polonium 216 Radioactivité alpha 0,145 secondes
Plomb 212 Radioactivité bêta 10,64 heures
Bismuth 212 Deux voies de désintégration :
  • Radioactivité bêta (probabilité de 64,06 %)
  • Radioactivité alpha (probabilité de 35,94 %)
60,55 minutes
β− : Polonium 212 Radioactivité alpha 0,3 μ-secondes
α : Thallium 208 Radioactivité bêta 3,053 minutres
Plomb 208 Stable

La famille du Neptunium-237[modifier | modifier le wikicode]

Chaine de désintégration du Neptunium 237.

La chaine du Neptunium-237 commence encore une fois à un isotope du Plutonium : le Plutonium-241.

Seuls les deux noyaux en fin de chaine sont observés dans la nature. Il s'agit respectivement du Bismuth-209 et du Thalium-205

Élément chimique Radioactivité Demi-vie
Plutonium 241 Radioactivité bêta 14,4 années
Américium 241 Radioactivité alpha 432,7 années
Neptunium 237 Radioactivité alpha 2 140 000 années
Protactinium 233 Radioactivité bêta 27 jours
Uranium 233 Radioactivité alpha 159 000 années
Thorium 229 Radioactivité alpha 75 400 années
Radium 225 Radioactivité bêta 14,9 jours
Actinium 225 Radioactivité alpha 10 jours
Francium 221 Radioactivité alpha 4,8 minutes
Astate]] 217 Radioactivité alpha 32 millisecondes
Bismuth 213 Radioactivité alpha 46,5 minutes
Thallium 209 Radioactivité bêta 2,2 minutes
Plomb 209 Radioactivité bêta 3,25 heures
Bismuth 209 Radioactivité alpha 19 milliards de milliards d'années
Thallium 205 Stable