Le phénomène de la radioactivité fut découvert en 1896 par H. Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le thorium.

Principales transformations radioactives.

Les types de radioactivité sont :

– l'émission α, émission par un noyau d'une particule α, ou noyau d'hélium, qui diminue le numéro atomique de 2 unités et la masse de 4 unités ;

– les transformations, ou radioactivités β : émission d'électron pour les radio-isotopes riches en neutrons, ou émission d'électron positif (positron), pour les noyaux déficients en neutrons. Dans ces deux transformations, le numéro atomique varie d'une unité et le nombre de masse est inchangé ;

– la radioactivité, ou émission γ, émission d'un rayonnement électromagnétique, qui fait passer le noyau d'un état excité à un autre état moins excité ou stable.

On connaît aussi d'autres types de radioactivité, comme la fission spontanée d'un noyau lourd ou la radioactivité par émission de protons. La « période » d'une transformation radioactive est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux de l'élément considéré se désintègre. Elle varie considérablement d'un noyau à l'autre (de 10^-12 seconde à 10¹⁷ années).

La physique du noyau.

L'étude de la radioactivité ainsi que l'utilisation des rayonnements qu'elle engendre ont largement aidé à comprendre la structure des noyaux atomiques. Ceux-ci ne sont pas des objets simples puisqu'ils sont composés de deux espèces de particules, les protons et les neutrons. La façon dont protons et neutrons se combinent a conduit à la notion d'isotope, à l'étude des conditions de stabilité des noyaux et à la reconnaissance de deux espèces de forces s'exerçant dans les noyaux : l'interaction forte et l'interaction faible.

En bombardant des noyaux à l'aide de rayons α, Irène et Jean-Frédéric Joliot-Curie ont provoqué la formation de noyaux radioactifs nouveaux (radioactivité artificielle). C'est un moyen d'obtenir un grand nombre d'isotopes radioactifs dont les utilisations sont multiples. De manière analogue, on sait aujourd'hui projeter sur d'autres atomes des ions lourds et obtenir ainsi des combinaisons nucléaires nouvelles, le plus souvent très instables, pouvant présenter des formes de radioactivité atypique comme l'émission de noyaux de carbone.

Applications.

La radioactivité, même si elle peut représenter un très grave danger pour les êtres vivants, à cause de l'émission de rayonnements ionisants, est mise à profit, cependant, par l'usage fait de cette émission à des fins biomédicales (traitement des cancers avec le cobalt, par exemple). Elle est également utilisée pour la datation (grâce à la loi de décroissance radioactive) : technique du carbone 14, par exemple, ou pour diverses applications scientifiques ou industrielles, dont la production d'énergie électrique (centrales nucléaires).