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Fiche explicative de la leçon : Sources de radiations Sciences

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à identifier différentes sources de rayonnements nucléaires.

Le rayonnement nucléaire est naturel. Des atomes instables qui peuvent émettre un rayonnement nucléaire existent dans tout l’univers. On peut dire qu’il existe des sources naturelles de rayonnements nucléaires.

Il est également possible de rendre des atomes instables plus susceptibles de se désintégrer. Ceci n’est possible que pour certains isotopes de certains éléments. Lorsque le rayonnement nucléaire est émis par des atomes qui ont été délibérément rendus plus susceptibles de se désintégrer, on parle de rayonnement nucléaire artificiel.

Considérons d’abord le rayonnement nucléaire naturel.

L’une des sources de rayonnement nucléaire naturel est la planète sur laquelle nous vivons. Des atomes instables apparaissent naturellement dans certaines des roches dont la planète Terre est formée.

Des atomes instables présents dans les roches sont également présents dans l’eau. En effet, l’eau passe naturellement à travers les roches lorsqu’elle tombe sous forme de pluie. De petits morceaux de roche sont transportés par cette eau.

Les organismes vivants absorbent de l’eau dans leur corps, ainsi certains organismes vivants contiennent des atomes instables.

Nous voyons alors que le rayonnement nucléaire naturel de la Terre peut être présent dans de nombreux objets. La quantité de rayonnement nucléaire émise par ces objets n’est généralement pas suffisante pour être dangereuse pour les personnes. Dans certains endroits du monde, cependant, il y a beaucoup plus de roches radioactives qu’à d’autres endroits. Dans ces endroits, le rayonnement nucléaire naturel du sol est beaucoup plus important.

L’autre source de rayonnement nucléaire naturel est constituée d’objets situés au-delà de la Terre, dans l’espace lointain au-delà de l’atmosphère. Le Soleil émet une très grande quantité de rayonnements nucléaires. Toutes les étoiles en émettent. Les astronautes qui se déplacent dans l’espace sont exposés à une grande quantité de rayonnements nucléaires. Ce rayonnement nucléaire est appelé rayonnement cosmique.

Une grande partie du rayonnement nucléaire au-delà de la Terre ne pénètre pas dans l’atmosphère terrestre. Les personnes sur Terre courent beaucoup moins de risques de subir les effets des rayonnements cosmiques que les astronautes. Certains rayonnements cosmiques atteignent cependant la surface de la Terre.

Nous pouvons alors voir qu’il n’y a aucun moyen d’éviter complètement le rayonnement nucléaire naturel. Le seul moyen d’éviter le rayonnement cosmique serait d’aller profondément sous la surface de la Terre. Mais cela augmenterait l’exposition au rayonnement naturel des roches. Ceci est illustré par le schéma suivant.

Le rayonnement nucléaire naturel de la Terre est représenté par des flèches roses. Le rayonnement cosmique est représenté par des flèches blanches.

Regardons maintenant un exemple concernant le rayonnement nucléaire naturel.

Exemple 1: Décider si la Terre émet un rayonnement nucléaire

La Terre émet-elle un rayonnement nucléaire?

Réponse

La Terre contient des roches radioactives. Les atomes instables de ces roches émettent un rayonnement nucléaire. Oui, la Terre émet un rayonnement nucléaire.

Regardons maintenant un autre exemple.

Exemple 2: Déterminer si le rayonnement nucléaire depuis l’espace affecte la Terre

Certains objets de l’espace lointain émettent-ils un rayonnement nucléaire?

Réponse

Le rayonnement nucléaire de l’espace lointain doit traverser l’atmosphère de la Terre pour pouvoir l’atteindre. La plus grande partie du rayonnement nucléaire est absorbée par l’atmosphère, mais une partie atteint la surface. Oui, une partie du rayonnement nucléaire de l’espace lointain atteint la Terre.

Considérons maintenant le rayonnement nucléaire artificiel.

La quantité de rayonnement nucléaire naturel est beaucoup plus grande que la quantité de rayonnement nucléaire artificiel produite.

Le rayonnement nucléaire artificiel a trois sources:

  • les explosions d’armes nucléaires,
  • les accidents dans des centrales nucléaires,
  • le fonctionnement normal des centrales nucléaires.

Il peut sembler que, parce que ces sources produisent beaucoup moins de rayonnements nucléaires que les sources naturelles, elles sont moins nocives.

Il est important de comprendre que ces sources de rayonnements nucléaires artificielles sont également des sources de matières radioactives.

Considérons d’abord les armes nucléaires. Un test d’arme nucléaire est illustré par l’image suivante.

Essai BAKER lors de l'opération Crossroads

Lorsqu’une arme nucléaire explose, une partie du matériau qui la compose est dispersée par l’explosion. Ce produit est radioactif.

Lorsque des essais d’armes nucléaires impliquant des explosions au-dessus du sol ont été effectués, les matières radioactives libérées peuvent parcourir le monde entier portées par les vents. La plus grande partie d’entre elles ont parcouru des distances beaucoup plus courtes que cela, et sont tombées au sol non loin de l’endroit où l’arme a explosé.

Les essais d’armes nucléaires sous terre n’ont pas propagé de matières radioactives aussi largement que les explosions en plein air. Cependant, des matières radioactives dans le sol ont finalement été libérées par des processus naturels, tels que l’eau traversant le sol et transportant de petits morceaux de matières radioactives avec elle.

Considérons maintenant les accidents dans les centrales nucléaires.

Les accidents dans les centrales nucléaires ne sont pas identiques aux explosions d’armes nucléaires. Des gaz radioactifs et des matières radioactives dans l’eau ont été accidentellement rejetés en raison de défaillances dans les centrales nucléaires.

Dans certains accidents, suffisamment de matières radioactives ont été libérées pour que toute personne vivant à proximité de la centrale nucléaire où l’accident s’est produit ait pu être gravement ou même mortellement malade à cause du rayonnement nucléaire des matières radioactives libérées.

Considérons maintenant le fonctionnement normal des centrales nucléaires.

Pratiquement aucun rayonnement nucléaire n’est émis par une centrale nucléaire qui fonctionne normalement. Il est toutefois normal qu’une centrale nucléaire produise des déchets radioactifs. Ces déchets peuvent être éliminés en les stockant en toute sécurité. Lorsque les déchets radioactifs sont stockés en toute sécurité, les seules personnes exposées aux rayonnements nucléaires provenant des déchets sont les travailleurs impliqués dans le transport des déchets de la centrale vers une installation de stockage de déchets.

Regardons maintenant un exemple concernant les déchets nucléaires.

Exemple 3: Décrire les déchets nucléaires

Lequel des énoncés suivants décrit correctement la relation entre les déchets nucléaires et le rayonnement nucléaire?

  1. Les déchets nucléaires sont une source de rayonnement nucléaire.
  2. Les déchets nucléaires sont un type de rayonnement nucléaire.

Réponse

Les déchets nucléaires sont des éléments qui sont radioactifs, donc ils émettent un rayonnement nucléaire. Cela signifie que les déchets nucléaires sont une source de rayonnement nucléaire, et non un type de rayonnement nucléaire.

Regardons un exemple concernant les accidents dans les centrales nucléaires.

Exemple 4: Identifier les dangers résultant d’accidents de réacteurs nucléaires

Lorsqu’un accident se produit dans un réacteur nucléaire, lequel des risques suivants représente le plus grand risque pour la santé des personnes vivant loin du réacteur nucléaire?

  1. sources de rayonnements nucléaires s’échappant du réacteur
  2. rayonnement nucléaire s’échappant du réacteur

Réponse

La majeure partie du rayonnement nucléaire libéré par un réacteur nucléaire lors d’un accident ne se déplace que sur une courte distance avant d’être absorbée. Les personnes vivant très loin ne sont pas exposées au risque de ce rayonnement.

Un accident peut toutefois impliquer le rejet de matières radioactives pouvant être transportées dans l’air ou dans l’eau qui coule. Ces matières constituent des sources de rayonnements nucléaires. Ces sources peuvent parcourir de longues distances et peuvent constituer un danger pour les personnes éloignées du réacteur.

Résumons maintenant ce qui a été appris dans cette fiche explicative.

Points clés

  • Le rayonnement nucléaire naturel est émis par des sources dans la Terre.
  • Le rayonnement nucléaire naturel est émis par des sources dans l’espace. C’est ce qu’on appelle le rayonnement cosmique. Une partie du rayonnement cosmique atteint la surface de la Terre.
  • La plupart du rayonnement nucléaire auxquelles les personnes sont exposées est de source naturelle.
  • Le rayonnement nucléaire artificiel est émis par les armes et les centrales nucléaires.

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