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Vidéo de la leçon : Contamination radioactive Sciences

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment les substances radioactives peuvent contaminer l'environnement.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment les substances radioactives peuvent contaminer l'environnement.

Commençons par examiner ce que signifie pour quelque chose d’être radioactive. Disons que nous avons ici une substance. Toute substance est composée d’atomes, et les atomes entrent dans l’une des deux catégories suivantes. Certains atomes sont appelés stables. Cela signifie qu’ils n’ont pas tendance à se transformer en un autre type d’atome. Nous pourrions penser que tous les atomes sont comme ça, mais en fait, certains atomes sont instables. Si nous attendons assez longtemps, ces atomes instables se décomposeront en atomes d’un autre type.

Lorsqu’une désintégration a lieu, l’atome en décomposition dégage ce qu’on appelle un rayonnement nucléaire. Ainsi, une substance radioactive, qu’il s’agisse d’un solide, d’un liquide ou d’un gaz, est toute substance contenant des atomes instables. Pour être radioactive, une substance n’a pas besoin d’être composée entièrement d’atomes instables ni même d’une majorité d’atomes instables. Même s’il n’y a qu’un seul atome instable dans toute la substance, cette substance est radioactive. Maintenant, disons que nous avons un grand réservoir de liquide et que dans ce liquide, il n’y a pas d’atomes instables. Cela signifie que si nous devions mettre cette substance dans le liquide et cette substance, disons qu’elle est un solide, se dissolve et se mélange avec le liquide, alors, par ce processus de mélange, nous aurions contaminé ce liquide.

Et en plus, car une partie de ce que nous avons ajouté au liquide est un atome instable, ce serait une contamination radioactive. En général, toute contamination n’est pas radioactive, mais dans ce cas, elle l’est. Nous avons pris un atome instable et l’avons mélangé à ce liquide. Quelque chose d’important à réaliser est que, comme nous l’avons dit, les atomes instables finissent par se désintégrer. Cela signifie que cet atome émettra ou dégagera un rayonnement nucléaire. Ce rayonnement peut être dangereux. Mais gardez à l’esprit que seule une personne à proximité de ce liquide contaminé sera susceptible de ressentir ce rayonnement. Une personne très éloignée ne court pas un tel risque.

Imaginons maintenant qu’un trou se forme dans le récipient pour ce liquide. Le liquide s’écoulerait, se répandrait à l’extérieur du récipient et déplacerait potentiellement des matières radioactives plus près de personnes qui ne sont pas à proximité du récipient. Considérons un instant le confinement des matières radioactives. Disons que nous avons ici trois récipients identiques. L’un contient une matière solide radioactive, l’un une matière radioactive liquide et le dernier un gaz radioactif. Ces récipients pourraient être enterrés sous terre. Imaginez que les parois des récipients commencent à se corroder, à se décomposer. Finalement, dans chacun des récipient il se forme un trou, et il ne peut plus retenir son contenu.

Ce qui se passe ensuite dépend de l’état de la matière de chaque matériau à l’intérieur des récipients. Même si le récipient de l’objet solide comporte un trou, il se peut qu’aucune matière radioactive ne s’échappe. Cependant, si le solide est très fragile et s’écaille facilement, alors quelques morceaux radioactifs de cette substance pourraient éventuellement fuir. En passant à notre liquide, si un trou se forme dans le fond du récipient du liquide comme celui-ci, nous savons que ce liquide va s’infiltrer dans le sol ou la roche environnante. Ce liquide radioactif pourrait se mélanger avec les eaux souterraines, les contaminant, puis, via ce mélange, se répandre très loin du récipient.

Enfin, si le récipient de notre gaz a un trou, des particules de ce gaz radioactif s’échapperont facilement et pourraient passer à travers le sol et la roche vers l’air. À ce stade, les courants d’air dans l’atmosphère peuvent répandre ces particules sur de longues distances. Le nom généralement donné aux matières radioactives ainsi stockées est déchet radioactif. Ce matériau est créé par des processus tels que la production d’énergie nucléaire. Dans une centrale nucléaire en état de marche, si nous regardions à l’intérieur du réacteur, ce qui ne serait d’ailleurs pas une bonne idée en raison des niveaux de rayonnement, nous verrions des barres de matière radioactive solide utilisées pour générer de l’énergie. Après un certain temps, ces barres s’appauvrissent.

À ce stade, elles doivent être remplacées par des matières radioactives fraîches. Les barres appauvries, lorsqu’elles sont retirées du réacteur, sont considérées comme des déchets nucléaires. C’est-à-dire qu’elles sont toujours capables de dégager un rayonnement nucléaire. En conséquence, elles doivent être soigneusement contenues, généralement dans des récipients en béton et en acier. Mais il peut aussi être nécessaire de contenir d’autres matériaux, d’autres déchets nucléaires. Quand ces barres radioactives sont retirées du réacteur, tout ce avec quoi elles entrent en contact, tout récipient, équipement ou appareil, a une opportunité de recevoir une partie de ses matières radioactives.

Par exemple, il y a peut-être une caisse qui sert à transporter les barres appauvries. Peut-être que l’une des barres frotte un peu à l’intérieur de la caisse et laisse des matières radioactives. Si cela se produit, la caisse elle-même est contaminée. Elle doit également être stockée en toute sécurité dans un recipient. Maintenant, pour être clair, si le combustible nucléaire émet un rayonnement, alors un matériau qui absorbe ce rayonnement ne devient pas lui-même contaminé. Pour que quelque chose soit contaminé, il faut qu’il se mélange avec une matière radioactive. Ainsi, la production d’énergie nucléaire crée généralement deux types de déchets nucléaires. Il y a la matière radioactive originale qui s’appauvrie. Et puis il y a tout ce que ce matériau contamine à tout moment du processus.

La production d’énergie nucléaire est un processus très automatisé. Pourtant, les gens doivent être impliqués d’une manière attentive. Un travailleur d’une installation nucléaire peut devoir porter des vêtements de protection. Ces vêtements protègent la personne de certains types de radiations nucléaires. De plus, un travailleur peut utiliser un masque respiratoire spécial. Ce masque peut aider à empêcher l’inspiration de particules radioactives. Le masque et les vêtements aident cette personne à éviter une contamination radioactive. Autrement dit, ils aident à empêcher les matières radioactives de se mélanger avec la peau de la personne ou de pénétrer dans le corps de la personne.

Les déchets nucléaires sont susceptibles d’être contenus dans une installation de stockage en profondeur. De plus, ces installations sont souvent loin de toute habitation. Garder les déchets nucléaires loin sous terre dans des endroits éloignés est une façon de réduire le risque que les déchets deviennent dangereux pour les êtres humains. Connaissant tout cela sur la contamination radioactive, regardons quelques exemples.

Laquelle des affirmations suivantes définit le mieux un objet radioactif? (A) Un objet radioactif doit avoir émis un rayonnement nucléaire. (B) Un objet radioactif doit avoir absorbé un rayonnement nucléaire. (C) Un objet radioactif doit contenir des atomes qui peuvent émettre un rayonnement nucléaire.

Disons que nous avons un objet et que nous voulons déterminer si cet objet est radioactif. Un objet est radioactif s’il est capable d’émettre un rayonnement nucléaire. Le rayonnement nucléaire provient des atomes qui changent d’un type d’atome à un autre. Donc, pour qu’un objet puisse émettre un rayonnement, un de ces atomes au moins doit être instable. Si c’est le cas, nous savons qu’à un moment donné, cet objet dégagera un rayonnement nucléaire. Compte tenu de nos trois options de réponse, la réponse (A) indique qu’un objet radioactif doit avoir émis un rayonnement nucléaire. Si un objet a émis ce rayonnement dans le passé, il était radioactif. Mais cela ne signifie pas que c’est toujours le cas maintenant.

D’autre part, un objet qui a absorbé un rayonnement nucléaire n’est pas nécessairement capable d’émettre un rayonnement lui-même. Comme nous l’avons vu, c’est cette émission de rayonnement qui définit un objet radioactif. Notre choix se porte alors sur la réponse C. Un objet radioactif doit contenir des atomes qui peuvent émettre un rayonnement nucléaire.

Voyons maintenant un autre exemple.

Laquelle des réponses suivantes décrit le mieux ce que l’on entend par contamination? (A) Le mélange d’une substance avec d’autres substances. (B) Les modifications chimiques d’une substance. (C) Les modifications des noyaux d’atomes dans une substance.

Pour comprendre la contamination, il faut savoir que plusieurs substances doivent être impliquées. Si nous avons une substance, par exemple un nuage de gaz, rien de ce qui se passe dans ce nuage ne peut contaminer le gaz. La contamination nécessite qu’une autre substance - un autre nuage de gaz par exemple - entre et se mélange à celui-ci. Autrement dit, c’est seulement en mélangeant des substances que la contamination peut se produire. Nous choisissons la réponse A. Notez, en passant, que cette contamination peut être une contamination radioactive ou non. Ici, nous parlons généralement de la contamination et de sa signification. C’est le mélange d’une substance avec une ou plusieurs autres substances.

Voyons maintenant un autre exemple.

Une quantité d’eau contient un gaz radioactif dissous. Laquelle des affirmations suivantes entraînerait un risque de contamination plus important? (A) Le fait que l’eau gèle. (B) Le fait que l’eau bout.

Donc ici nous avons un récipient contenant cette eau. Et on nous dit que cette eau contient un gaz radioactif dissous. Maintenant, si le gaz était vraiment dissous, les petites poches de gaz seraient si petites que nous ne pourrions pas les voir. Ici, nous allons représenter ce gaz dissous dans l’eau en utilisant ces points. Nous voulons savoir si le gel de cette eau ou son ébullition entraînerait un risque de contamination plus important. Rappelons-nous que la contamination implique le mélange de substances ensemble.

Ainsi, par exemple, si notre eau, avec du gaz dissous, se mélangeait avec l’air de l’atmosphère, ce serait une contamination. Ou si elle se mélangeait avec, disons, le sol dans la terre, ce serait également une contamination. Le moyen de réduire le risque de contamination est de rendre difficile le mélange de cette eau avec d’autres substances. Nous savons que si l’eau est gelée, elle devient un objet solide. De cette façon, il sera relativement difficile pour le bloc de glace de se mélanger à d’autres substances.

Mais pensons à la situation dans laquelle l’eau bout avec le gaz radioactif. Dans ce cas, tout ce qui se trouve dans l’eau, y compris le gaz radioactif, est rejeté dans l’atmosphère. Avec les courants d’air, ce matériau pourrait se propager sur de longues distances. Ainsi, bien que la congélation de l’eau contienne un risque de contamination, son ébullition augmente les chances que l’eau et le gaz radioactif se mélangent à d’autres substances. Nous choisissons la réponse B.

Voyons maintenant un dernier exemple.

Laquelle des affirmations suivantes est le moyen le plus sûr de stocker des déchets nucléaires? (A) Dans des bouteilles de gaz. (B) En barils de liquide. (C) En blocs solides.

Compte tenu de ces trois options de réponse, le choix A nous dit de penser à une bouteille remplie d’un gaz qui contient les déchets nucléaires, ici représentée en rose. Dans la réponse B, nous imaginons les déchets nucléaires, ces barres roses, immergées dans un liquide à l’intérieur d’un baril. Enfin, nous imaginons des déchets nucléaires stockés dans un bloc de matériau solide. Dans le cas de la bouteille de gaz et du baril de liquide, le risque que les déchets nucléaires contaminent le gaz et le liquide est assez élevé. Autrement dit, il y a de fortes chances que certains des déchets nucléaires se mélangent avec le gaz et le liquide.

D’un autre côté, les déchets nucléaires stockés dans un bloc de matériau solide peuvent toujours contaminer ce matériau, par exemple en s’y frottant. Mais il est moins probable que cela se produise. Si d’une manière ou d’une autre il se produisait une fuite dans chacun de ces récipients, le gaz à l’intérieur de la bouteille s’échapperait facilement. Le liquide à l’intérieur du baril aurait tendance à couler rapidement. Mais dans le bloc solide, rien n’a tendance à partir et à contaminer l’environnement. Donc, si l’on considère le moyen le plus sûr de stocker les déchets nucléaires, nous choisissons la réponse C. Le moyen le plus sûr de stocker des déchets nucléaires est de les utiliser dans des blocs solides.

Terminons cette leçon maintenant en passant en revue quelques points clés. Dans cette vidéo, nous avons appris qu’une substance est radioactive si elle contient au moins un atome instable. Nous avons aussi appris qu’une substance est contaminée si elle se mélange à d’autres substances. Les particules radioactives, qu’elles soient solides, liquides ou gazeuses, peuvent se propager dans l’environnement. Les déchets radioactifs, tels que les déchets produits dans les centrales nucléaires, doivent être soigneusement stockés pour éviter toute contamination. Enfin, nous avons appris que des vêtements appropriés, y compris des masques, par exemple pour les travailleurs d’une centrale nucléaire, peuvent aider à éviter la contamination personnelle. Ceci est un résumé de la contamination radioactive.

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