Dans le domaine de l'énergie nucléaire, Radiation nucléaire. Elle est également connue sous le nom de radioactivité. C'est l'émission spontanée de particules ou de rayonnement ou les deux à la fois. Ces particules et rayonnements proviennent de la désintégration de certains nucléides qui les forment. L'objectif de l'énergie nucléaire est de désintégrer les structures internes des atomes pour générer de l'énergie par le processus de fission nucléaire.
Dans cet article, nous allons vous expliquer ce qu'est le rayonnement nucléaire, ses caractéristiques et son importance.
Caractéristiques principales
La radioactivité est émission spontanée de particules ou de rayonnement, ou les deux. Ces particules et rayonnements proviennent de la décomposition de certains nucléides qui les forment. Ils se désintègrent en raison de la disposition des structures internes.
La désintégration radioactive se produit dans les noyaux instables. C'est-à-dire ceux qui n'ont pas assez d'énergie de liaison pour maintenir les noyaux ensemble. Antoine-Henri Becquerel a découvert les radiations par accident. Plus tard, grâce aux expériences de Becquerel, Madame Curie a découvert d'autres matières radioactives. Il existe deux types de rayonnement nucléaire : la radioactivité artificielle et la radioactivité naturelle.
La radioactivité naturelle est la radioactivité qui se produit dans la nature en raison de la chaîne d'éléments radioactifs naturels et de sources non humaines. Il a toujours existé dans l'environnement. La radioactivité naturelle peut également être augmentée des manières suivantes :
- Causes naturelles. Par exemple, une éruption volcanique.
- Causes humaines indirectes. Par exemple, creuser un sous-sol pour construire les fondations d'un bâtiment ou développer l'énergie nucléaire.
D'autre part, la radioactivité artificielle est l'ensemble des rayonnements radioactifs ou ionisants d'origine humaine. La seule différence entre le rayonnement naturel et le rayonnement artificiel est sa source. Les effets des deux types de rayonnement sont les mêmes. Un exemple de radioactivité artificielle est radioactivité produite en médecine nucléaire ou réactions de fission nucléaire dans les centrales nucléaires pour obtenir de l'énergie électrique.
Dans les deux cas, le rayonnement ionisant direct est un rayonnement alpha et une désintégration bêta constituées d'électrons. D'autre part, les rayonnements ionisants indirects sont des rayonnements électromagnétiques, comme les rayons gamma, qui sont des photons. Lorsque des sources de rayonnement artificielles, telles que des sources de rayonnement naturelles, sont utilisées ou éliminées, des déchets radioactifs sont généralement générés.
Types de rayonnement nucléaire
Il existe trois types de rayonnements nucléaires émis : les rayons alpha, bêta et gamma. Les particules alpha sont celles qui ont une charge positive, les particules bêta sont négatives et les rayons gamma sont neutres.
Cela peut être considéré rayonnement électromagnétique au rayonnement gamma et aux rayons X. Des particules de rayonnement alpha et bêta sont également émises. Chaque type d'émission a un temps de pénétration dans la matière et une énergie d'ionisation différents. Nous savons que ce type de rayonnement nucléaire peut causer de graves dommages à la vie de différentes manières. Nous allons analyser chacun des rayonnements nucléaires existants et leurs conséquences :
Particules alpha
Les particules alpha (α) ou les rayons alpha sont une forme de rayonnement de particules ionisantes de haute énergie. Il n'a presque aucune capacité à pénétrer les tissus car ils sont gros. Ils sont constitués de deux protons et de deux neutrons, maintenus ensemble par des forces puissantes.
Les rayons alpha, en raison de leur charge électrique, interagissent fortement avec la matière. Ils sont facilement absorbés par le matériau. Ils ne peuvent voler que quelques centimètres dans les airs. Ils peuvent être absorbés dans la couche la plus externe de la peau humaine, de sorte qu'ils ne mettent pas la vie en danger à moins que la source ne soit inhalée ou ingérée. Dans ce cas, cependant, les dommages seront plus importants que ceux causés par tout autre rayonnement ionisant. À des doses élevées, tous les symptômes typiques d'un empoisonnement par rayonnement apparaîtront.
Particules bêta
Le rayonnement bêta est une forme de rayonnement ionisant émis par certains types de noyaux radioactifs. Par rapport à l'interaction des particules alpha, l'interaction entre les particules bêta et la matière a généralement une portée dix fois plus grande et une capacité d'ionisation égale à un dixième. Ils sont complètement bloqués par quelques millimètres d'aluminium.
Particules gamma
Les rayons gamma sont des rayonnements électromagnétiques produits par la radioactivité. Ils stabilisent le noyau sans modifier sa teneur en protons. Ils pénètrent plus profondément que le rayonnement β, mais ils ont un degré d'ionisation inférieur.
Lorsqu'un noyau atomique excité émet un rayonnement gamma, sa masse et son numéro atomique ne changeront pas. Vous ne perdrez qu'une certaine quantité d'énergie. Le rayonnement gamma peut causer de graves dommages aux noyaux cellulaires, c'est pourquoi il est utilisé pour stériliser le matériel médical et les aliments.
Rayonnement nucléaire dans les centrales électriques
Une centrale nucléaire est une installation industrielle qui utilise l'énergie nucléaire pour produire de l'électricité. Elle fait partie de la famille des centrales thermiques, c'est-à-dire qu'elle utilise la chaleur pour produire de l'électricité. Cette chaleur provient de la fission de matériaux comme l'uranium et le plutonium. L'exploitation des centrales nucléaires repose sur l'utilisation de la chaleur pour entraîner des turbines par l'action de la vapeur d'eau, qui sont connectés à des générateurs. Un réacteur à fission nucléaire est une installation qui peut initier, maintenir et contrôler des réactions en chaîne de fission et qui dispose de moyens suffisants pour évacuer la chaleur générée. Pour obtenir de la vapeur d'eau, de l'uranium ou du plutonium est utilisé comme combustible. Le processus peut être simplifié en cinq étapes :
- La fission de l'uranium se produit dans un réacteur nucléaire, libérant beaucoup d'énergie pour chauffer l'eau jusqu'à ce qu'elle s'évapore.
- La vapeur est acheminée vers le groupe électrogène à turbine à vapeur via la boucle de vapeur.
- Une fois là-bas, les aubes de la turbine tournent et déplacent le générateur sous l'action de la vapeur, convertissant ainsi l'énergie mécanique en énergie électrique.
- Lorsque la vapeur d'eau traverse la turbine, elle est envoyée au condenseur, où elle se refroidit et se transforme en liquide.
- Par la suite, l'eau est transportée pour obtenir à nouveau de la vapeur, fermant ainsi le circuit d'eau.
Les résidus de fission d'uranium sont stockés à l'intérieur de l'usine, dans des bassins en béton spéciaux de matières radioactives.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur ce qu'est le rayonnement nucléaire et ses caractéristiques.