CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DE LA RADIOACTIVITÉ
DES EAUX DE CONSOMMATION

LA RADIOACTIVITE 

 La radioactivité n’est pas inventée par l’homme, elle existe depuis le début de l’univers. La radioactivité est omniprésente dans notre environnement ; elle peut être naturelle ou artificielle. La radioactivité correspond toujours à la recherche de la stabilité nucléaire.

 La radioactivité naturelle 

La radioactivité naturelle a été découverte en 1896 par Henri Becquerel [1] lorsqu’il effectuait des recherches sur le rayonnement X. Suite à une erreur de manipulation, le physicien français découvre un phénomène intrigant. Des échantillons de composés d’uranium sont déposés par hasard sur un lot de plaques photographiques laissé à l’obscurité. Au développement, Becquerel remarque que les plaques photographiques sont impressionnées. Il attribue au composé d’uranium la propriété de produire un rayonnement invisible : le rayonnement radioactif. La majeure partie de l’exposition humaine aux rayonnements radioactifs provient de sources naturelles. En général on distingue trois sources majeures de radioactivité naturelle : Le rayonnement cosmique. Il s’agit du rayonnement naturel du soleil ou de l’espace cosmique. Il est arrêté en grande partie par l’ozone de l’atmosphère. Des séries de mesure montrent que vers 9 000 mètres d’altitudes l’ionisation résiduelle est environ dix fois plus grande qu’au niveau du sol, ce qui confirme l’origine extra-terrestre du rayonnement. Le rayonnement terrestre. Il varie en fonction de la nature du sous-sol. Un sol granitique émet une quantité de rayonnement deux à quatre fois supérieur à ceux des autres types de sol. On peut rencontrer du radon, du radium, de l’uranium….……. Le rayonnement dans notre organisme. Il s’agit du Carbone 14, du Potassium 40 et du Tritium. D’autres radionucléides sont aussi présents dans notre corps en petite quantité. 

 La radioactivité artificielle 

On parle de radioactivité artificielle quand il s’agit d’éléments fabriqués par l’homme. Elle a été découverte en1934. Irène et Frederic Juliot-Curie [1] bombardèrent une mince plaque d’aluminium par des hélions fortement accélérés au moyen de cyclotron du collège de France. Ils montrèrent qu’après l’action de ces hélions, on décelait un nouvel élément ayant la propriété chimique du phosphore avec la particularité d’être radioactif. Des réactions nucléaires mettant en jeu la désintégration des noyaux atomiques permettent d’obtenir des noyaux radioactifs inconnus dans la nature. On dit que ces éléments ont une radioactivité artificielle. Les radioactivités artificielles sont nombreuses et elles sont dues à l’activité humaine. On peut citer les essais nucléaires aériens et terrestres, les accidents du nucléaire civil. Par exemple l’accident de Tchernobyl en 1986 qui est aujourd’hui considéré comme l’accident de référence. Les déchets provenant des navires à propulsion nucléaire, les satellites à pile nucléaire, les hôpitaux, les centres de recherche, les centrales nucléaires civiles, les centres de production ou de retraitement des combustibles nucléaires sont aussi sources de pollutions radioactives. La majeure partie de l’exposition naturelle aux rayonnements ionisants provient de l’exposition due au radon (1,2 mSv par an), celle de l’artificiel est lors des applications médicales.

Décroissance et période radioactive

La transformation radioactive s’accompagne de la désintégration d’un noyau initial et la production de noyaux dérivés. Plus le noyau est instable, plus sa probabilité de se désintégrer à un instant donné est grande. Cette probabilité est mesurée par la constante radioactive λ qui dépend du noyau et de son niveau d’énergie, mais pas de ses conditions physico-chimiques. On a : dN Ndt = −λ dN dt N = −λ En intégrant membre à membre on obtient : (0) t NN e−λ = Avec : N : Nombres d’atome à l’instant t N (0) : Nombres d’atomes à l’instant initial Ainsi, la transformation radioactive s’effectue suivant la loi exponentielle. La période radioactive est le temps au bout duquel le nombre des atomes présents à l‘instant initial est réduit de moitié. La période varie d’un radionucléide à l’autre et s’étend de quelques µs à plusieurs milliards d’années. ln 2 T λ = Avec : T : période λ : constante radioactive ln 2 = 0,693