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> INTRODUCTION

Des radioéléments aux applications scientifiques 2 > La radioactivité

D E L A R E C H E R C H E

À L’ I N D U S T R I E

> Des radioéléments aux applications scientifiques

DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉLES ORIGINES DES RADIOÉLÉMENTSLES APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ

LA COLLECTION

1 > L’atome2 > La radioactivité3 > L’homme et les rayonnements4 > L’énergie5 > L’énergie nucléaire : fusion et fission6 > Le fonctionnement d’un réacteur nucléaire7 > Le cycle du combustible nucléaire8 > La microélectronique

© Commissariat à l’Énergie Atomique, 2002Direction de la communication Bâtiment Siège - 91191 Gif-sur-Yvette cedexwww.cea.fr

ISSN 1637-5408.

2 > La radioactivité

> INTRODUCTION


> SOMMAIRE 32

introductionLa radioactivité n’a pas été inventée par

l’homme. Elle a été découverte, il y a unpeu plus d’un siècle, en 1896, par le physi-cien français Henri Becquerel. Ce dernier cher-chait à savoir si les rayons qu’émettaient lessels fluorescents d’uranium étaient les mêmesque les rayons X découverts en 1895 par Wilhelm Roentgen, physicien allemand. Il pen-sait que les sels d’uranium, après avoir étéexcités par la lumière, émettaient cesrayons X. Quelle ne fut pas sa surprise lors-qu’à Paris, en mars 1896, il découvrit que le

“La radioactivité n’a pas étéinventée par l’homme. C’est unphénomène naturel qui a étédécouvert à la fin du XIXe siècle.”

film photographique avait été impressionnésans avoir été exposé à la lumière du soleil !Il en conclut que l’uranium émettait sponta-nément et sans s’épuiser des rayonnementsinvisibles, différents des rayons X. Le phéno-mène découvert est appelé radioactivité (dulatin radius : rayon). À la suite des travauxd’Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie iso-lèrent en 1898 le polonium et le radium, deséléments radioactifs inconnus présents dansle minerai d’uranium.

DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ 4La radioactivité, propriété naturelle de certains atomes 5Les mesures de la radioactivité 6La décroissance radioactive 7Les différents types de désintégrations 9

LES ORIGINES DES RADIOÉLÉMENTS 11Les radio-isotopes naturels 12Les radio-isotopes artificiels 13

LES APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ 14Les traceurs radioactifs 15La datation 19

> INTRODUCTION 3

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La radioactivité est utiliséepour dater des vestiges de

l’histoire ou de la préhistoire.

Image du cerveau obtenue grâce à un tomographe par émission de positons.

De gauche à droite: Henri Becquerel,Wilhelm Roentgen, Pierre et MarieCurie.


Conception et réalisation: Spécifique - Photo de couverture: © PhotoDisc - Illustrations: YUVANOE - Impression: Imprimerie de Montligeon - 09/2002

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tend à se transformer en une forme stable,le plomb 206. Cette transformation irréver-sible d’un atome radioactif en un autre atomeest appelée désintégration. Elle s’accompa-gne d’une émission de différents types derayonnements.Un élément chimique peut donc avoir à lafois des isotopes radioactifs et des isotopes

non radioactifs.Par exemple, lecarbone 12 n’estpas radioactif,alors que le car-bone 14 l’est.


> DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ 54

LA RADIOACTIVITÉ EST LA TRANSFORMATIOND’UN ATOME AVEC ÉMISSION DE RAYONNEMENTS.

LA RADIOACTIVITÉ,PROPRIÉTÉ NATURELLEDE CERTAINS ATOMESDans la nature, la plupart des noyaux d’atomessont stables.Cependant, certains atomes ont des noyauxinstables, ce qui est dû à un excès soit de pro-tons, soit de neutrons, ou encore à un excèsdes deux. Ils sont dits radioactifs et sont appelésradio-isotopes ou radionucléides.Les noyaux d’atomes radioactifs se transfor-ment spontanément en d’autres noyauxd’atomes, radioactifs ou non. Ainsi, de noyauradioactif en noyau radioactif, l’uranium 238


la radioactivitéDéfinition de la radioactivité

Atomes ayant le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons. Ils appartiennent au même élément chimique (voir livret L’atome). Le carbone 12(six neutrons) et le carbone 14 (huit neutrons) sont deux isotopesdu carbone.

Les isotopes

L’hydrogène 1H Le deutérium 2H ou D Le tritium 3H ou T

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Noyau1 électron{1 proton } Noyau

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{1 proton1 neutron} Noyau

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{1 proton2 neutrons}

Des radioéléments aux applications scientifiques 2 > La radioactivitéDes radioéléments aux applications scientifiques 2 > La radioactivité

> DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ 76 > DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ

La radioactivité ne concernant que le noyauet non les électrons, les propriétés chimiquesdes isotopes radio-actifs sont lesmêmes que cellesdes isotopes stables.

LES MESURES DE LA RADIOACTIVITÉLe becquerel (Bq)Un échantillon radioactif se caractérise par sonactivité qui est le nombre de désintégrations

de noyaux radioactifs par seconde qui se produisent en son sein. L’unité d’activité est lebecquerel, de symbole Bq.1 Bq = 1 désintégration par seconde.Cette unité est très petite. L’activité de sourcesradioactives s’exprimera donc le plus souventen multiples du becquerel :• le kilobecquerel (kBq) = 1000 Bq,•le mégabecquerel (MBq) = 1 million de Bq,•le gigabecquerel (GBq) = 1 milliard de Bq,• le térabecquerel (TBq) = 1000 milliards de Bq.

Les propriétés chimiques d’un atomesont déterminées par le nombre de ses électrons (voir livret L’atome).

“Pour mesurer la radioactivité on utilise différentes unités :becquerel, gray, sievert et curie.”

Le gray (Gy)Cette unité permet de mesurer la quantitéde rayonnements absorbés – ou dose absorbée–par un organisme ou un objet exposé aux rayon-nements. Le gray a remplacé le rad en 1986.•1 gray = 100 rads = 1 joule par kilo de matièreirradiée.

Le sievert (Sv)Les effets biologiques des rayonnements surun organisme exposé (selon sa nature et lesorganes exposés) se mesurent en sievert ets’expriment également en “équivalent de dose”.L’unité la plus courante est le millisievert, oumillième de sievert.

Le curie (Ci)L’ancienne unité de mesure de la radioactivitéest le curie (Ci). Le curie avait été défini commel’activité de 1 gramme de radium, élémentnaturel que l’on trouve dans les sols avec l’uranium. Cette unité est beaucoup plus grandeque le becquerel car, dans un gramme deradium, il se produit 37 milliards de désinté-grations par seconde. Donc un curie est égal à37 milliards de becquerels.Pour détecter et mesurer les rayonnementsémis par les isotopes radioactifs, on disposede différents types de détecteurs parmilesquels les tubes compteurs à gaz (comp-teur proportionnel, Geiger-Müller, chambred’ionisation), les scintillateurs couplés à des photomultiplicateurs, les semi-conducteurs(silicium, germanium…).

Les unités de mesure de la radioactivité

becquerelgray

sievert

Cette image permet de symboliser la relation entre les trois unités de mesure de la radioactivité: un enfant lance des objets en direction d’une camarade. Le nombre d’objets envoyés peut se comparer au becquerel (nombre de désintégrations par seconde) ; le nombre d’objets reçu par la camarade, au gray (dose absorbée) ; les marques laissées sur son corps selon la nature des objets, lourds ou légers, au sievert (effet produit).

Ces détecteurs sont extrêmement sensibleset mesurent couramment des activités un mil-lion de fois inférieures aux niveaux qui pour-raient avoir des effets sur notre santé.

LA DÉCROISSANCE RADIOACTIVEL’activité d’un échantillon radioactif diminueavec le temps du fait de la disparition pro-gressive des noyaux instables qu’il contient.La désintégration radioactive d’un noyau donnéest un phénomène aléatoire.

DÉCROISSANCE DE L’ACTIVITÉD’UN ÉCHANTILLONRADIOACTIF EN FONCTION DU TEMPS

Lois de la radioactivité

0

Ao/8Ao/4

Ao/2

Ao

T 2T 3T 4T 5T(Période)

Activité

Temps

1 Bq = 1 désintégration par seconde.Au fur et à mesure que les noyaux setransforment par désintégration, l’activité del’échantillon diminue. Les lois du hasard, quigouvernent le phénomène de la radioactivité,font qu’au bout d’un temps T appelé période,l’activité de l’échantillon a été divisée par deux.Au bout de deux périodes, il reste un quart desnoyaux radioactifs d’un radioélément. Au bout detrois périodes, il reste un huitième des noyauxradioactifs d’un radioélément. Au bout de dixpériodes, il reste environ un millième des noyauxradioactifs d’un radioélément.


> DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ8 > DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ


9

“Selon les noyaux, la radioactivité dure quelques secondes, plusieurs joursou des milliards d’années.”

“La radioactivité se mesure au nombrede désintégrations par seconde au seind’un échantillon.”

PÉRIODES DE QUELQUES CORPS RADIOACTIFS

ÉLÉMENTS CHIMIQUES PÉRIODE RADIOACTIVE ORIGINE PRÉSENCE EXEMPLES D’UTILISATIONTritium 12,3 ans Artificielle – Fusion thermonucléaire

Marquage biologiqueCarbone 11 20,4 minutes Artificielle – Imagerie médicaleCarbone 14 5 730 ans Naturelle Atmosphère Datation

Composés carbonésOxygène 15 2,02 minutes Artificielle – Imagerie médicalePhosphore 32 14,3 jours Artificielle – Recherche en biologieSoufre 35 87,4 jours Artificielle – Recherche en biologiePotassium 40 1,3 milliard d’années Naturelle Roches riches –

en potassium, squeletteCobalt 60 5,27 ans Artificielle – Radiothérapie

Irradiation industrielleGammagraphie

Strontium 90 28,8 ans Artificielle Produit des Jauges d’épaisseurréacteurs nucléaires

Iode 123 13,2 heures Artificielle – Médecine nucléaireIode 131 8,05 jours Artificielle Produit des –

réacteurs nucléairesCésium 137 30,2 ans Artificielle Produit des Curiethérapie

réacteurs nucléairesThallium 201 3,04 jours Artificielle – Médecine nucléaireRadon 222 3,82 jours Naturelle Gaz s’échappant –

des roches granitiquesRadium 226 1600 ans Naturelle Roches terrestres –

contenant de l’uraniumThorium 232 14 milliards d’années Naturelle – Datation des minéraux

Combustible potentielUranium 235 704 millions d’années Naturelle Certaines roches Dissuasion nucléaire

terrestres CombustibleRoches granitiques

Uranium 238 4,47 milliards d’années Naturelle Certaines roches Combustibleterrestres dans les réacteurs àRoches granitiques neutrons rapides

Plutonium 239 24100 ans Artificielle Produit des réacteurs Dissuasion nucléairenucléaires Combustible

Radioactivité alpha (α)

Hélium 4

Uranium 238

Thorium 234

On peut cependant donner pour chaqueisotope radioactif une période radioactiveou demi-vie qui est le temps au bout duquella moitié des atomes radioactifs initialementprésents a disparu par transformationspontanée.Selon les noyaux radioactifs concernés, cettepériode est très variable: quelques secondes,heures… plusieurs jours… centaines d’années…ou milliards d’années.

LES DIFFÉRENTS TYPES DE DÉSINTÉGRATIONSRadioactivité alphaLe rayonnement alpha est constitué d’un noyaud’hélium comprenant 2 protons et 2 neutrons.Il porte 2 charges positives.Des atomes dont les noyaux radioactifs sonttrop chargés en protons et en neutrons émet-tent souvent un rayonnement alpha. Ils se trans-forment en un autre élément chimique dontle noyau est plus léger. Par exemple, l’ura-nium 238 est radioactif alpha et se transformeen thorium 234.

Radioactivité bêta moinsLe rayonnement bêta moins est constitué d’unélectron chargé négativement.Certains atomes dont les noyaux sont tropchargés en neutrons émettent un rayonne-ment bêta moins. Un des neutrons au seindu noyau se désintègre en un proton plus unélectron, ce dernier étant éjecté. Ainsil’atome s’est transformé en un autre élémentchimique.Par exemple, le thorium 234 est radioactif bêtamoins et se transforme en protactinium 234.

Radioactivité bêta (β)

Thorium 234

Électron

Protactinium 234


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NATURELLE OU ARTIFICIELLE,LA RADIOACTIVITÉ EST PRÉSENTE PARTOUT.

Les origines

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> DÉFINITION DE LA RADIOACTIVITÉ

Le rayonnement gamma (γ)

Électron

Émission γ

Émission β-

Rayonnementgamma

Radioactivité bêta plusLe rayonnement bêta plus est constitué d’unpositon (particule de même masse que l’élec-tron mais chargée positivement).Certains atomes dont les noyaux sont tropchargés en protons émettent un rayonnementbêta plus. Un des protons au sein du noyau sedésintègre en un neutron plus un positon, cedernier étant éjecté. Ainsi l’atome s’est trans-formé en un autre élément chimique. Parexemple, l’iode 122 est un radioactif bêta pluset se transforme en tellure 122. Notons quepour les deux types de désintégration bêta, lenoyau garde le même nombre de nucléons(donc la même masse atomique).

La radioactivité gammaLe rayonnement gamma est une onde élec-tromagnétique comme la lumière visible oules rayons X mais plus énergétique.Ce rayonnement suit souvent une désintégrationalpha ou bêta. Après émission de la particulealpha ou bêta, le noyau est encore excité car sesprotons et ses neutrons n’ont pas trouvé leur équi-libre. Il se libère alors rapidement d’un trop-pleind’énergie par émission d’un rayonnement gamma.C’est la radioactivité gamma. Par exemple, lecobalt 60 se transforme par désintégration bêtaen nickel 60 qui atteint un état stable en émet-tant un rayonnement gamma.

Cobalt 60

Nickel 60

La babyline est un appareil très sensible aux rayonnementsqui est utilisé lors du contrôle de déchets. Les origines

des radioéléments

• les radio-isotopes caractérisés par unetrès longue demi-vie comme l’uranium 238 (4,5 milliards d’années) et le potassium 40(1,3 milliard d’années). Ils n’ont pas encoreeu le temps de tous se désintégrer depuis qu’ilsont été créés ;• les descendants radioactifs des précédentscomme le radium 226 qui est en permanence régénéré après désintégration de l’uranium238.Le radium 226 se transforme lentement en ungaz lui-même radioactif, le radon 222;• les radio-isotopes créés par l’action des rayonnements cosmiques sur certains noyaux

d’atomes. C’est lecas, par exemple,du carbone 14 quise forme en per-

manence dans l’atmosphère.

> LES ORIGINES DES RADIOÉLÉMENTS


> LES ORIGINES DES RADIOÉLÉMENTS 1312

LES RADIO-ISOTOPES ARTIFICIELSLa production de radio-isotopes artificiels sefait au moyen d’un cyclotron ou d’un réacteurnucléaire et permet de nombreuses appli-cations. Certains radio-isotopes (cobalt 60,iridium 192…) peuvent être utilisés commesource de rayonnements pour des radiographiesgamma (ou gammagraphies) ou comme sourced’irradiation pour la radiothérapie ou pour des applications industrielles. De telles sourcessont couramment utilisées en médecine et dans l’industrie (voir livret L’homme et les rayonnements). D’autres radio-isotopes artifi-ciels sont créés dans les réacteurs nucléaires(strontium 90, césium 137…). Certains ne sont pas utilisés par l’homme. Ils constituentce que l’on appelle les déchets nucléaires. Fortement radioactifs, ils doivent être stockéssous haute surveillance et isolés de l’homme(voir livret Le cycle du combustible).

Ces radio-isotopes naturels sont présents surtoute la planète, dans l’atmosphère (car-bone 14, radon 222), dans la croûte terrestre(uranium 238 et uranium 235, radium 226…)et dans notre alimentation (potassium 40). Voilà pourquoi tout ce qui nous entoure estradioactif. Depuis l’aube des temps, la Terreet les êtres vivants sont donc plongés dans unvéritable bain de radioactivité. Ce n’est querécemment (à peine plus de cent ans) quel’homme a découvert avec les travaux d’HenriBecquerel qu’il avait toujours vécu dans cetteambiance.

Aphrodite accroupie, exposée au département des antiquités grecques, étrusques et romaines du musée du Louvre. La gammagraphie a permis de mettre en évidence les consolidationsantérieures de cette statue de marbre et de situeravec précision inserts métalliques et cavités.

“Pour les besoins de la médecine ou de l’industrie,l’homme crée de la radioactivitéartificielle.”

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LES RADIO-ISOTOPES NATURELSLors de la formation de la Terre, il y a environ5 milliards d’années, la matière comprenaitdes atomes stables et instables. Mais depuis,la majorité des atomes instables se sont désin-tégrés par radioactivité et la plupart d’entreeux ont fini par atteindre la stabilité. Cepen-dant, il existe toujours quelques atomes radio-actifs naturels :

QUELQUES EXEMPLESD’ACTIVITÉ D’ÉCHANTILLONSRADIOACTIFS DE NOTREENVIRONNEMENT• Le granite : 1000 becquerels par kg.

• Le corps humain: un individu de 70 kg a uneactivité de l’ordre de 8000 becquerelsdont environ 5000 becquerels dusau potassium 40 (dans les os).

• Le lait : 80 becquerels par litre.

• L’eau de mer: 10 becquerels par litre.

“La radioactiviténaturelle provient desradioéléments produitsdans les étoiles il y ades milliards d’années.”

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Les rayonnements cosmiques nous parviennent sans arrêt de l’Univers et sont parfois trèsénergétiques (voir livret L’homme et les rayonnements).

> LES APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ


1514

LES TRACEURS RADIOACTIFSPrincipeLes propriétés chimiques d’un isotope radio-actif sont identiques à celles d’un isotope stable,à la seule différence que le radio-isotope estinstable. Cette instabilité provoque la désinté-gration qui se traduit par l’émission de rayon-nements. Il suffit alors de disposer d’outils dedétection appropriés pour suivre à la trace cesradio-isotopes. Par exemple, le potassium 40qui est mélangé au potassium stable dans notrealimentation va suivre exactement le même trajetdans notre corps que ses isotopes stables. Ladétection des rayonnements émis par le potas-sium 40 permet alors de suivre à la trace le

déplacement de l’ensemble du potassium. Unradio-isotope peut donc servir de traceur à l’aided’outils de détection appropriés.Il est aussi possible de connaître la localisationd’une molécule par le même principe. Cettedernière est marquée par un radio-isotope quilui sert d’étiquette. Le marquage peut êtreeffectué de deux manières: remplacement d’unatome de la molécule par un de ses isotopesradioactifs ou accrochage à la molécule d’unatome radioactif. La molécule marquée estalors un traceur.

de la radioactivité

LA RADIOACTIVITÉ EST UN MOYENEXTRAORDINAIRE POUR EXPLORER L’ÊTREHUMAIN ET L’ENVIRONNEMENT.

Images du cerveau réalisées grâce à des traceurs.

“Grâce aux rayonne-ments radioactifs, il est possible de suivre à la trace le déplacement d’uneespèce chimique dans le corps humain.”

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Les applications de la radioactivité



On utilise cette méthode en médecine pour suivrel’action d’un médicament, par exemple, ou biendans l’étude du déplacement de produits dansl’environnement… Il faut bien noter que dansces cas précis, le traceur est utilisé en très petitesquantités qui sont bien suffisantes car les appa-reils de détection des rayonnements sont trèssensibles. Les effets des rayonnements radio-actifs ne sont ainsi pas dangereux à ces trèsfaibles doses (voir livret L’homme et les rayon-nements). De plus, la période de ces isotopesest courte (de quelques minutes à quelques jours)et ils disparaissent très rapidement de notre corpsou de notre environnement.

Applications des traceurs en médecineLes possibilités offertes par les applications des traceurs et de la radioactivité en recherchebiologique et en médecine ont été l’un des facteurs essentiels du progrès médical au coursdu XXe siècle.Ainsi, par exemple, des isotopes ont permis, àAvery en 1943, de montrer que l’ADN était lesupport de l’hérédité. Dans les années qui ontsuivi, ils ont conduit à l’avènement de la biologiemoléculaire avec la détermination du code géné-tique, la caractérisation des réactions chimiquesassurant le fonctionnement cellulaire ou encorela compréhension des mécanismes énergétiques.Par ailleurs, des techniques utilisant la radio-activité élargissent les possibilités de diagnosticpour détecter et mieux guérir les maladies: c’estla médecine nucléaire. Au lieu de faire passer

> LES APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ 1716

Injection de traceurs, utilisés dans l’imagerie médicale.

Radio-isotopes naturels ou artificiels constituent des traceurs utilisés, entre autres choses, pour suivre la progression de masses d’air ou d’eau…

les rayonnements à travers l’ensemble du corpscomme dans la radiographie, on introduit dansl’organisme une petite quantité de produit marquépar un radio-isotope émetteur de rayonnementsgamma ou de rayonnements bêta plus donnantensuite des rayonnements gamma. Ce produitreconnaîtra certaines cellules de l’organisme etindiquera si elles fonctionnent correctement. Parexemple, le thallium 201 permet d’observerdirectement le fonctionnement du cœur et devoir s’il présente des signes de faiblesse.D’autres types d’examens détecteront la pré-sence de tumeurs dans les os.Les chercheurs utilisent aussi la médecinenucléaire pour comprendre le fonctionnement

des organes. Par exemple, pour le cerveau, les techniques mises en œuvre permettent d’observer directement les parties de celui-ciimpliquées dans la vision, la mémorisation, l’apprentissage des langues ou le calcul mental.En recherche, le marquage d’une molécule(médicaments, produits énergétiques…) permetde suivre son devenir dans la cellule ou dansl’organisme. Cela permet de concevoir des médicaments.

Applications des traceurs pour l’étude de l’environnementLa mesure de l’absorption du rayonnementémis par une très petite source permet demesurer la densité du milieu traversé. On peutainsi suivre en continu la teneur de matièresen suspension dans l’eau d’un fleuve comme

“La radioactivité a favorisé la recherchebiologique et les progrès de la médecine tout au long du XXe siècle.”

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> LES APPLICATIONS DE LA RADIOACTIVITÉ 1918

le Rhône et réguler la purge de son barrage, defaçon à ne pas dépasser le niveau qui mettraiten péril la faune et la flore du fleuve.Mais on peut également, en marquant un sédi-ment ou un polluant avec un radio-isotope, lesuivre à la trace. Cela permet d’optimiser destracés de routes ou d’autoroutes pour minimiserles risques de pollution, ou de contrôler si les sites de stockage des déchets n’ont pas d’infiltration dans le sol.Les chercheurs utilisent aussi le déplacementde radio-isotopes naturels ou artificiels poursuivre, par exemple, le déplacement de massesd’air, de masses d’eau…

Applications des traceurs dans l’industrieL’industrie utilise de nombreux réacteurs complexes et aux parois opaques. Les traceurs

radioactifs peuvent êtredétectés à travers ces parois.Ils permettent d’étudier lecomportement de fluides àl’intérieur de ces réacteurs.Les industries concernéessont multiples : la chimie, lepétrole et la pétrochimie, la fabrication deciment, d’engrais, de pâte à papier, de chlore,de soude, d’explosifs, la métallurgie, l’énergie…L’opération consiste à marquer une fine tranchede matière à l'entrée de l’appareil à étudier et à observer en différents endroits la courbede restitution de la concentration du traceuren fonction du temps (voir encadré).

LA DATATIONCertains éléments radioactifs naturels consti-tuent de véritables chronomètres pour remonterdans le temps. Des méthodes de datation ont étémises au point, fondées sur la décroissance dela radioactivité contenue dans les objets ouvestiges étudiés.On peut ainsi remonter jusqu’à des dizainesde milliers d’années dans le passé avec le car-bone 14, voire bien davantage avec d’autresméthodes telles que la thermoluminescenceou la méthode uranium-thorium.La datation au carbone 14 permet d’aborderl’étude de l’histoire de l’Homme et de sonenvironnement pendant la période de 5000 à50000 ans avant le temps présent.Le carbone est très répandu dans notre envi-ronnement et, en particulier, il entre dans la

constitution de la molécule de gaz carboniqueprésente dans l’atmosphère. Ce carbone estconstitué principalement de carbone 12.Cependant, une petite proportion de carbone14 radioactif se trouve à l’état naturel. Le rapport carbone 14/carbone 12 est équilibréentre l’atmosphère et le monde du vivant(animal, végétal…) durant toute la vie dechaque individu grâce aux échanges néces-saires à celle-ci (respiration, photosynthèse et alimentation).Après la mort d’un organisme, le carbone 14n’est plus renouvelé par un échange avec lemonde extérieur. Sa proportion diminue dansles organismes car il se désintègre petit à petit.La mesure du rapport carbone 14/carbone 12permet donc de dater la mort. Moins il restede carbone 14 dans le fossile à dater, plus lamort est ancienne.

Les traceurs sont utilisés dans le milieu industriel,notamment pétrochimique.

Bison de la grotte ornée de Niaux(Ariège) dessiné il y a 13000 ans.

Datation directe de la fresque par le carbone 14.

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“La radioactivité estutilisée pour dater desvestiges de l’histoireou de la préhistoire.”

MARQUAGE AU PROFIT DE LA PRODUCTION INDUSTRIELLEL’injection de traceurs dans un réacteur industrieldoit être aussi brève que possible pour que lafonction enregistrée aux points de mesures choisispuisse être considérée comme une Distribution des Temps de Séjour (DTS) de la phase marquée.

De cette DTS, on peut en déduire les paramètres de transfert de la phase marquée dans le systèmetels que vitesse d’écoulement, débit, volume mort,courts-circuits…

Ces mesures permettent d’optimiser la production enéconomisant de la matière première et en diminuantles rejets dans l’environnement.

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