Activité d'un échantillon

Considérons un échantillon de césium 137, source de radioactivité beta-. Un détecteur permet alors de comptabiliser le nombre de particules beta- qu'il émet, c'est à dire le nombre de noyaux désintégrés pendant une durée donnée. Ce nombre fluctuant d'une mesure à l'autre, on définit l'activité de l'échantillon.
L'activité A d'une quantité donnée d'un élément radioactif mesure le nombre moyen de désintegrations par unité de temps. L'unité d'activité est le becquerel (symbol : Bq).
Une activité de 1 Bq correspond à une désintégration par seconde.
On utilise également le curie (symbole : Ci) : 1 Ci = 3.7.1010 Bq.

Période d'un élément radioactif

L'activité d'un échantillon radioactif diminue au cours du temps. On peut voir par exemple, la variation d'activité d'un échantillon d'iode 131 ayant une activité initiale A0 = 1500 Bq.

On constate qu'au bout de:
  • 7,6 jours: A1=A0/2 ;
  • 15,2 jours (soit 2 x 7.6 jours) : A2=A2/4 ;
  • 22,8 jours (soit 3 x 7,6 jours): A3=A0/8 ;
  • etc,...
Cette durée de 7,6 jours, au bout de laquelle l'activité est divisée par deux, est appelée période radioactive ou demi-vie de l'iode 131. Chaque atome radioactif est caracterisé par sa période radioactive.

La période radioactive T (ou demi-vie) d'un élément radioactif est la durée au bout de laquelle son activité est divisée par deux.
Ainsi, après n périodes, une source d'activité initiale A0 possède une activité A telle que:
A = A0/2n.

Périodes radioactives de quelques éléments.
radionucléide émetteur période
Uranium 239 alpha 7,2.108 ans
Carbone 14 beta 5730 ans
Cobalt 57 gamma 6 heures

Désintégration et activité

L'expérience montre, qu'à un instant donné, l'activité d'un échantillon contenant un élément radioactif est proportionnelle à la masse de cet élément, c'est à dire au nombre N de noyaux non désintegrés et à l'inverse de la période radioactive T de l'élément.
L'activité A d'un échantillon est donnée (en becquerel) en fonction du nombre N de noyaux non désintégrés et de la demi-vie T de l'élément par : A = k.N/T.
k est un coefficient sans dimension et T s'exprime en seconde.