Qu'est-ce que la désintégration bêta?
La désintégration bêta est une forme de désintégration radioactive dans laquelle le noyau d'un atome subit une modification qui lui permet d'émettre une particule bêta. Les autres types de désintégration radioactive sont les désintégrations alpha et gamma. En plus d’être un sujet d’intérêt scientifique général, la désintégration bêta a de nombreuses applications pratiques, en particulier dans le domaine de la médecine, où les particules bêta sont parfois utilisées pour réduire ou détruire les tumeurs. La désintégration bêta peut également être utilisée dans les études d'imagerie médicale en tant que traceur.
Les atomes subissent une désintégration bêta lorsqu'ils sont instables car ils ont trop de neutrons ou trop de protons. Pour se stabiliser, les neutrons ou les protons en excès sont convertis en conservant la masse et en rendant le noyau plus stable. Au cours du processus, l'atome se transforme également en un autre élément, car si le nombre total de particules dans le noyau reste le même, l'équilibre des protons et des neutrons change.
Dans la désintégration bêta moins, un neutron en excès devient un proton et le noyau émet un électron et un antineutrino. L'électron est la particule bêta, tandis que l'antineutrino est une particule aux propriétés inhabituelles. L'existence des neutrinos et des antineutrinos a été postulée dès les années 1930, mais ce n'est que dans les années 1950 que les chercheurs ont été en mesure de prouver l'existence de telles particules. Trois types de neutrinos ont été identifiés, ainsi que les antineutrinos correspondants. (Et oui, «saveur» est un terme technique dans le vaste monde de la physique des particules.)
Lorsqu'un noyau subit une désintégration bêta plus, un proton est converti en neutron, le noyau émettant un positron et un neutrino. Les particules bêta peuvent être des électrons ou des positrons, comme illustré, selon que le noyau subit une désintégration bêta moins ou bêta plus. Avant que les chercheurs se rendent compte que les particules bêta n'étaient que des électrons ou des positrons, ils les appelaient des «rayons bêta», ce qui explique pourquoi certains textes obsolètes contiennent des références aux rayons bêta.
Une particule bêta a plus de pouvoir de pénétration qu'une particule alpha, mais moins qu'une particule gamma. Les particules bêta peuvent être arrêtées avec une feuille de métal épaisse, une grande poche d’air ou plusieurs feuilles de papier. Cela les rend relativement sûrs pour le travail, tant que des précautions de sécurité sont observées lorsque des personnes sont entourées d'éléments qui subissent une désintégration bêta.
Comme les particules alpha, cependant, les particules bêta peuvent causer des ravages si elles pénètrent dans le corps. Parfois, ce trait est mis à profit, par exemple lorsque des éléments radioactifs sont introduits dans le corps pour traiter un cancer. Dans les cas où les particules bêta ne sont pas introduites par conception, elles peuvent toutefois endommager les cellules du corps, voire causer des problèmes de santé de la reproduction, en interférant avec les ovocytes et les spermatozoïdes.