Quelles sont les utilisations du rayonnement nucléaire
Share
Le rayonnement nucléaire a plusieurs applications différentes et, dans cet article, nous examinerons plusieurs de ces utilisations du rayonnement nucléaire. En particulier, nous examinerons la datation au radiocarbone et l’utilisation des radio-isotopes en médecine..
Datation radioactive
Datation radiocarbone est une méthode de détermination de l'âge de la matière organique morte, développée par Willard Libby à la fin des années 1940. Pour cela, il a reçu le prix Nobel de chimie en 1960. La méthode utilise la désintégration du carbone 14 pour déterminer le moment où l'organisme constituant le matériau est mort.
Dans la haute atmosphère, les rayons cosmiques interagissent avec diverses molécules, ce qui conduit à la production de nombreux neutrons. Ces neutrons, à leur tour, réagissent avec des atomes d'azote, produisant l'isotope instable carbone 14 dans la réaction suivante:
Le carbone 14 est un isotope instable du carbone. Il subit une désintégration bêta moins, produisant à nouveau l'azote 14:
Le processus ci-dessus a une demi-vie de 5730 ans.
Le rapport du carbone 14 au carbone 12 dans l'atmosphère reste le même. Le carbone 14 dans l'atmosphère aboutit à des molécules de dioxyde de carbone. Étant donné que les êtres vivants absorbent constamment du carbone, la proportion de carbone 14 à 12 dans leurs corps devient la même que la proportion de carbone 14 à 12 dans l'atmosphère..
Quand les êtres vivants meurent, ils cessent de prendre du carbone. Le carbone 14 dans leurs corps continue maintenant à se décomposer et il ne se reconstitue plus. Ainsi, après la mort, la proportion de carbone 14 à 12 dans le corps d'un organisme ayant vécu autrefois continue de diminuer..
Puisque nous connaissons la demi-vie du carbone et le rapport carbone 14 / carbone 12 dans un organisme vivant, si nous pouvons mesurer l'activité de la désintégration du carbone 14 à partir d'un cadavre, nous pouvons alors calculer depuis combien de temps l'organisme est mort. pour. La technique peut être appliquée pour rechercher le moment où un élément en matériau vivant a été construit, y compris des matériaux tels que le bois et les tissus..
Les cas célèbres de datation au radiocarbone comprennent «Ötzi l'Iceman"(Les restes d'une personne décédée ensevelie il y a environ 5000 ans), le"Suaire de Turin«Et les manuscrits de la mer Morte.
La datation au radiocarbone n'est pas parfaite. La composition du dioxyde de carbone dans l'atmosphère a légèrement changé au fil des ans. En outre, la datation au carbone peut ne pas être exacte lorsqu’on tente de dater des événements datant de plus de 40 000 ans. En effet, la proportion de carbone 14 restant est trop faible pour permettre une lecture précise de l'activité..
Rencontres avec du potassium 40
Pour déterminer l’âge des objets beaucoup plus âgés, on peut utiliser la désintégration du potassium 40 en argon 40. Le processus de désintégration bêta plus:
a une demi-vie d'environ 1,25 × 109 années. Par conséquent, cela est beaucoup plus approprié que la datation au carbone pour déterminer l'âge d'objets beaucoup plus anciens (par exemple, pour savoir quand des roches ont été formées).
Exemple
L'activité d'un échantillon d'Ötzi the Iceman a été mesurée à 0,13 Bq par gramme. Étant donné que l'activité des tissus vivants est d'environ 0,23 Bq par gramme, trouvez depuis combien de temps Ötzi l'Iceman était en vie.
Nous allons d'abord trouver la constante de désintégration:
.
ensuite, 
.
Prenant ln des deux côtés, nous avons,
.
ensuite, 
.
Utilisations des radiations nucléaires en médecine
Les rayonnements nucléaires ont diverses utilisations en médecine, tant pour le diagnostic que pour le traitement..
Tachnitium-99 méta-stable est un isotope de technitium (
) qui est produite au cours de la 
désintégration du molybdène 99 (
). Le noyau de formé est dans un état excité, et il se désintègre en émettant un 
rayon. le La décomposition du technitium 99 méta-stable a une demi-vie d’environ 6 heures, ce qui est beaucoup plus longue que la demi-vie de se désintègre. C'est idéal, car il faut un certain temps pour que les cellules du corps absorbent le matériau injecté. L'injecté est pris par les cellules cancéreuses (elles ne pénètrent pas dans les cellules saines), où ils subissent pourriture. À l'aide d'une caméra gamma, la position des cellules cancéreuses pourrait être détectée.
Iode-131 est un isotope instable utilisé pour détruire les cellules cancéreuses de la glande thyroïde.
Tomographie électronique à positrons (TEP) le balayage utilise également le rayonnement nucléaire. Ici, les molécules contenant des atomes qui subissent 
la carie est introduite dans le corps. le les particules sont des positrons (
) et ils s'annulent lorsqu'ils entrent en contact avec des électrons (
). L’annihilation produit une paire de photons, qui peuvent ensuite être détectés.
Une des utilisations du rayonnement nucléaire - Un PET Scan
