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Datation Au Carbone 14

Datation au carbone 14

La datation au carbone 14 est une méthode de datation radioactive basée sur la mesure de l'activité radiologique du carbone 14 contenu dans de la matière organique dont on souhaite connaître l'âge absolu depuis sa mort. Le domaine d'utilisation de cette méthode correspond à des âges absolus de quelques centaines d'années jusqu'à environ 50 000 ans. L'application de cette méthode à des événements anciens, tout particulièrement lorsque leur âge dépasse 6 000 ans (préhistoriques), a permis de les dater beaucoup plus précisément qu'auparavant. Elle a ainsi apporté un progrès significatif en archéologie et en paléoanthropologie.

Historique

En 1960, Willard Frank Libby a reçu le prix Nobel de chimie pour le développement de cette méthode (cf. Willard Frank Libby pour l'histoire de cette découverte).

Principe de la datation

Le carbone 14 (¹⁴C) ou radiocarbone est un isotope radioactif du carbone dont la période radioactive (ou demi-vie) est égale à 5 740 ans. Un organisme vivant assimile le carbone sans distinction isotopique. Durant sa vie, la proportion de ¹⁴C présent dans l'organisme par rapport au carbone total (¹²C, ¹³C et ¹⁴C) est la même que celle existante dans l'atmosphère du moment. La datation au carbone 14 se fonde ainsi sur la présence dans tout organisme de radiocarbone en infime proportion (de l'ordre de 10^-12 pour le rapport ¹⁴C/C total). A partir de l'instant où meurt un organisme, la quantité de radiocarbone qu'il contient ainsi que son activité radiologique décroissent au cours du temps selon une loi exponentielle. Un échantillon de matière organique issu de cet organisme peut donc être daté en mesurant soit le rapport ¹⁴C/C total avec un spectromètre de masse, soit son activité x années après la mort de l'organisme.

Origine du radiocarbone naturel

Le radiocarbone naturel circule dans trois réservoirs : l'atmosphère, les océans et la biosphère. Avec une période radioactive de 5730 ans, le radiocarbone aurait depuis longtemps disparu de la biosphère s’il n’était produit en permanence. Dans la haute atmosphère, des réactions nucléaires avec les protons du rayonnement cosmique produisent des neutrons. Après avoir été ralentis par collision avec les molécules de l'air, les neutrons réagissent avec l'azote pour former du radiocarbone : :n + ¹⁴N → ¹⁴C + ¹H Cette réaction est privilégiée du fait que l’azote constitue 78,11 % de l’atmosphère de la terre. C’est entre 7000 mètres et 12 000 mètres que la production de radiocarbone a lieu. Le radiocarbone réagit rapidement avec l'oxygène pour former du dioxyde de carbone. Ce gaz circule dans toute l'atmosphère et se dissout dans les océans pour former des carbonates. Du radiocarbone circule donc aussi dans les océans. Le dioxyde de carbone réagit également avec la biosphère. Les plantes assimilent du radiocarbone dans l'atmosphère par photosynthèse et elles sont mangées par les animaux. Les organismes marins assimilent également le radiocarbone présent dans les océans. Le radiocarbone se répand donc dans la biosphère tout au long de la chaîne alimentaire. Le rapport ¹⁴C/C total est considéré comme uniforme dans l'atmosphère, la surface des océans et la biosphère en raison des échanges permanents entre les organismes vivants et leur milieu. De plus, on suppose que le flux de rayons cosmiques est constant sur une longue période de temps. Par conséquent, le taux de production du radiocarbone est constant, donc le rapport ¹⁴C/C total dans l’atmosphère, la surface des océans et la biosphère est constant (le nombre d’atomes produits égale le nombre d’atomes qui se désintègrent). À la mort d'un organisme, tout échange avec le milieu extérieur cesse mais du radiocarbone reste piégé et sa quantité se met à décroître exponentiellement selon le processus de la décroissance radioactive : ceci permet de savoir depuis combien de temps l'organisme est mort.

Mesure de l’âge d’un échantillon de matière organique

La désintégration radioactive du carbone 14 obéit à une loi de décroissance exponentielle caractérisée par sa demi-vie. Dater un échantillon de matière organique consiste à mesurer le rapport ¹⁴C/C total (ce qui reste de radiocarbone naturel suite à la désintégration) et à en déduire son âge. Le rapport ¹⁴C/C total est mesuré soit indirectement par la mesure de l'activité spécifique (nombre de désintégrations par unité de temps et par unité de masse de carbone) due au radiocarbone naturel qui est proportionnelle au rapport ¹⁴C/C total, soit directement par spectrométrie de masse. Quand elle fut mise au point par Libby à la fin des années 1940, la datation au carbone 14 passait par la mesure de la radioactivité des échantillons ce qui était délicat du fait de la faiblesse du signal (il y a peu d’atomes de radiocarbone dans l’échantillon analysé, surtout après quelques milliers d’années, et encore moins qui se désintègrent) et du bruit de fond (radioactivité naturelle, rayons cosmiques...) Aujourd’hui, la mesure directe du rapport ¹⁴C/C total par spectrométrie de masse est privilégiée car elle permet de dater des échantillons beaucoup plus petits (moins d’un milligramme contre plusieurs grammes de carbone auparavant) et beaucoup plus vite (en moins d’une heure contre plusieurs jours ou semaines). Le carbone extrait de l'échantillon est d'abord transformé en graphite, puis en ions qui sont accélérés par la tension générée par un spectromètre de masse couplé à un accélérateur de particules. Les différents isotopes du carbone sont séparés grâce à un aimant ce qui permet de compter les ions de carbone 14. Les échantillons vieux de plus de 50 000 ans ne peuvent être datées au carbone 14 car le rapport ¹⁴C/C total est trop faible pour être mesuré par les techniques actuelles ; et un âge inférieur à 35 000 ans est indispensable pour une bonne précision. La méthode la plus courante de datation consiste à déterminer la concentration

_

de radiocarbone (c’est-à-dire le rapport ¹⁴C/C total) d'un échantillon à l'instant

t

de mesure ; l'âge de l'échantillon est alors donné par la formule : :

-=\frac\times\ln\frac

où

_0

est la concentration de radiocarbone de l'échantillon à l'instant

_0

de la mort de l'organisme d'où provient l'échantillon (

_0\approx10^\

) et

\lambda

la constante radioactive du carbone 14 (

\lambda=\frac\approx1,210\cdot10^\ \mathrm^

Période radioactive conventionnelle

L'âge carbone 14 conventionnel d'un échantillon de matière organique est calculé à partir d'une période conventionnelle de 5568 ans, calculée en 1950 à partir d’une série de mesures. Depuis, des mesures plus précises ont été réalisées, et donnent une période de 5730 ans mais les laboratoires continuent à utiliser la valeur conventionnelle pour éviter les confusions. Les résultats sont donnés en années « before present » (BP). Le point zéro (à partir duquel est mesuré le temps écoulé depuis la mort de l'organisme dont cette matière est issue) est fixé à 1950, en supposant un niveau de radiocarbone égal à celui de 1950 car depuis la pollution a grandement modifié le taux atmosphérique du dioxyde de carbone !

Courbes d’étalonnage

Au début des années 1960, certaines divergences systématiques observées entre l'âge d'échantillons estimé par la datation au carbone 14 et par l'archéologie ou la dendrochronologie posent problème. Suite aux variations du champ magnétique terrestre, le taux de production du radiocarbone naturel a varié au cours du temps. Les changements climatiques ainsi que le rejet massif de carbone fossile dans l’atmosphère par l’industrie et les transports ont également modifié la quantité totale de carbone dans les trois réservoirs (atmosphère, océans et biosphère). Enfin, durant les années 1950 et 1960, les essais nucléaires ont presque doublé la quantité de radiocarbone dans l’atmosphère. Par conséquent, le rapport ¹⁴C/C total dans la biosphère n'est pas constant dans le temps. Il est donc nécessaire de construire des courbes d'étalonnage en confrontant les datations obtenues grâce au carbone 14 et les datations par d’autres méthodes telles que la dendrochronologie. Ces courbes permettent, connaissant l'âge carbone 14 conventionnel d’un échantillon, de trouver la date correspondante dans notre calendrier.

Autres corrections

Les véhicules équipés de moteurs à combustion interne utilisent des produits pétroliers qui ne contiennent que des isotopes stables du carbone, ¹²C et ¹³C ; la totalité du carbone 14 ayant disparu au cours de la longue durée d'enfouissement des combustibles fossiles. Ce sera également le cas des gaz carbonés rejetés par ces véhicules ; ainsi, la datation au ¹⁴C d'un arbuste poussant en bordure des autoroutes pourra fréquemment lui attribuer un âge de douze mille ans ou plus. Des tables de correction existent donc pour permettre des datations liées à la révolution industrielle, en fonction des lieux d'émissions de gaz carbonés dépourvus en ¹⁴C, issus de combustibles fossiles.

Voir aussi

- datation
- datation radioactive
- dendrochronologie

Exemples de datations au carbone 14

- grotte Chauvet
- homme de Piltdown
- linceul de Turin

Liens externes

- [http://carbon14.univ-lyon1.fr/intro.htm Centre de datation par le carbone 14 (informations complètes sur la méthode)]
- [http://www.phpmyvisites.net/web/carbone14/ Datation au carbone 14 (niveau lycée)]
- [http://www.calpal-online.de Online Radiocarbon Calibration] Catégorie:Technique d'archéologie Catégorie:Histoire de la chimie Catégorie:Histoire du nucléaire Catégorie:Pédologie Catégorie:Datation radioactive ja:放射性炭素年代測定

Datation radioactive

Les premiers essais de datation radioactive coïncident quasiment avec les premiers pas de la radioactivité sur la scène scientifique. La datation semble une des applications les plus naturelles de la radioactivité. La désintégration d'un élément radioactif obéit à la loi de décroissance exponentielle formulée en 1902 par Ernest Rutherford et Frederick Soddy. Ce phénomène régulier permet en principe de dater des événements que l'on peut associer à la production ou à l'accumulation d'un élément radioactif en un lieu donné et dont l'âge est de l'ordre de grandeur de la demi-vie de cet élément. Dès 1905, dans son cours à l'université de Yale, Rutherford propose de dater des minéraux grâce à la radioactivité : « L'hélium observé dans les minéraux radioactifs est presque certainement dû à sa production par le radium et les autres substances radioactives contenus dans ces minéraux. Si le taux de production de l'hélium en fonction du poids des divers radioéléments était connu expérimentalement, il devrait être possible de déterminer l'intervalle de temps requis pour produire la quantité d'hélium observée dans des minéraux radioactifs, ou, autrement dit, de déterminer l'âge du minéral » (traduction de G.B. Dalrymple, The age of the Earth, Stanford University Press, Stanford, 1991, pp.70-71).

Datation radioactive et géologie

La maîtrise du temps transforme la géologie. L'étude des couches de terrain superposées (ou stratigraphie) donne l'âge relatif des couches, à savoir leur ordre chronologique, mais pas leur durée ou leur ancienneté à part des estimations grossières qui supposent une vitesse de formation constante. Par contre, la datation de minéraux contenant des éléments radioactifs de longue demi-vie donne, dès la fin des années 1910, une estimation raisonnable des durées géologiques en âge absolu (de l'ordre de 100 millions d'années), c'est-à-dire qu'il devient possible de délimiter les durées géologiques à l'aide de repères temporels sur l'axe d'un calendrier.

Mesure de l’âge de la Terre

Depuis le XIXe siècle, la question de l'âge de la Terre est un sujet de controverse passionnée. En 1921, Henry N. Russell suppose qu'une large portion de la croûte terrestre peut être traitée comme un réservoir unique et datée grâce au rapport entre parents radioactifs (uranium et thorium) et descendants stables (plomb) en supposant que la roche ne contient pas de plomb lors de sa formation. Il calcule un âge de la Terre compris entre 1 et 8 milliards d'années. Un comité sur l'âge de la Terre formé en 1931 conclut à la supériorité de la nouvelle méthode de datation de la Terre sur les anciennes. Suite à l’étude par Alfred O. Nier des isotopes du plomb (1938) puis au modèle proposé par Arthur Holmes et Friedrich Houtermans (1946), les travaux sur l'âge de la Terre aboutissent dans les années 1950 lorsque les chercheurs disposent de tous les outils nécessaires : la connaissance de la chaîne de désintégration des isotopes naturels de longue demi-vie (de l'ordre du milliard d'années) ainsi que les bons instruments de mesure. Comme la roche primordiale a été entièrement détruite par les mouvements de l'écorce terrestre et les processus sédimentaires, les tentatives de mesure directe de l'âge de la Terre sont vouées à l'échec. En 1956, Clair Patterson utilise la méthode uranium/plomb pour dater une météorite en supposant qu'elle vient d'une planète formée à peu près en même temps que la Terre et estime l'âge de la Terre à 4,55 milliards d'années à 70 millions d'années près.

Voir aussi

- Datation
- Datation au carbone 14
- Datation au potassium-argon
- Datation au rubidium-strontium
- Datation au samarium-néodyme
- Datation à l'uranium-thorium
- Datation à l'uranium-plomb Catégorie:Datation radioactive Catégorie:Histoire du nucléaire ja:放射線年代測定

Carbone 14

Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, noté ¹⁴C. Son unique mode de désintégration se fait par émission d'une particule bêta de 156 keV en se transmutant en azote ¹⁴N ; avec une période radioactive de 5730 ans (+/- 40 ans). Le carbone 14 a longtemps été le seul radioisotope du carbone à avoir des applications. Pour cette raison, il était appelé radiocarbone.

Applications

- datation au carbone 14
- traceur biologique

Découverte

Le carbone 14 a été découvert le 27 février 1940 par Martin Kamen du Radiation Laboratory et Samuel Ruben du département de Chimie de l'Université de Californie, Berkeley. Dès 1934, à Yale, Franz Kurie suggère l'existence du carbone 14. Il observe en effet que l'exposition d'azote à des neutrons rapides produit parfois dans une chambre à brouillard de Wilson une longue trace fine au lieu de la courte trace plus épaisse laissée par une particule alpha. Dès 1936, il est établi que les neutrons rapides réagissent avec l'azote pour donner du bore tandis que les neutrons lents réagissent avec l'azote pour former du carbone 14. Ceci correspond à la « découverte au sens physique » du carbone 14 par opposition à sa « découverte au sens chimique », c'est-à-dire sa production en quantité suffisante pour pouvoir mesurer une activité. Kamen et Ruben collaborent à des recherches interdisciplinaires sur les traceurs biologiques dans le but de déterminer le produit initial de la fixation du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse. L'utilisation du carbone 11 comme traceur est très difficile en raison de sa courte période radioactive (21 minutes). Ruben essaye cependant de développer une technique d'étude de la photosynthèse : il fait pousser une plante en présence de dioxyde de carbone contenant du carbone 11, la tue, puis sépare et analyse ses composants chimiques, avant que la radioactivité ne devienne indétectable, pour trouver quels composants contiennent le traceur. L'échec de cette technique stimule la recherche d'un autre isotope radioactif à plus longue période radioactive, le carbone 14. Une des principales sources de financement du Radiation Laboratory est la fabrication dans ses cyclotrons de radioisotopes pour la recherche biomédicale. À la fin de l'année 1939, Ernest Orlando Lawrence, directeur du Radiation Laboratory, est inquiet de la concurrence d'isotopes stables rares comme le carbone 13, l'azote 15 ou l'oxygène 18 qui peuvent se substituer aux radioisotopes comme traceurs biologiques. Il offre à Kamen et Ruben un accès illimité aux cyclotrons de 37 et 60 pouces pour rechercher des radioisotopes de périodes radioactives plus élevées pour les principaux éléments présents dans les composés organiques : hydrogène, carbone, azote ou oxygène. Cette campagne de recherche systématique commence par le carbone. Kamen et Ruben bombardent du graphite avec des deutons (noyaux de deutérium). La faible activité qu'ils mesurent le 27 février 1940, d'environ quatre fois le bruit de fond, confirme l'existence du carbone 14 avec une période radioactive qui se révèle bien supérieure (plusieurs milliers d'années) à ce que prévoyait la théorie. Cette période radioactive élevée, et donc la faible activité du carbone 14, explique pourquoi celui-ci n'a pas été découvert auparavant. Kamen et Ruben constatent par la suite que la réaction de neutrons lents avec de l'azote pour donner du carbone 14 est nettement plus productive que la réaction deuton-carbone 13. L'application du carbone 14 comme traceur biologique reste toutefois limitée par son coût de production, le cyclotron étant la seule source de neutrons disponible. Après la Seconde Guerre mondiale, le développement des réacteurs nucléaires, qui utilisent le graphite comme modérateur, autorise la production massive de carbone 14, dont l'emploi se répand dans tous les domaines de recherche biomédicale. Catégorie:Énergie nucléaire Catégorie:Histoire de la chimie Catégorie:Histoire de la physique Catégorie:Isotope

Archéologie

als:Archäologie ko:고고학 ms:Arkeologi ja:考古学 simple:Archaeology th:โบราณคดี L'archéologie est une discipline des sciences humaines dont l'objet d'étude est l'ensemble des vestiges matériels laissés par l'Homme (objets, bâtiments, infrastructures, paysages...). Pour ce travail, l'archéologue dispose d'une panoplie d'outils que sont les travaux de terrain (fouilles et prospections), les travaux de laboratoire (C14, dendrochronologie, thermoluminescence, etc.) et, le cas échéant, la consultation des textes contemporains des traces matérielles étudiées. Au moyen de ces outils, l'archéologue analyse le matériel produit par l'homme afin de déterminer les relations que ces derniers ont entretenues avec leur milieu et entre eux. L'archéologie sert donc à reconstituer la vie de nos ancêtres, depuis l'époque de la préhistoire jusqu'à l'époque contemporaine, en s'aidant des traces qu'ils nous ont laissées (ruines, ossements, outils, peintures, poteries, armes, pièces de monnaie, bijoux, vêtements, etc.). L'archéologue essaye ainsi de comprendre comment ces hommes vivaient. L'archéologie permet donc de mieux connaître le passé des civilisations actuelles, notre passé, pour comprendre comment le monde est ce qu'il est, le pourquoi des relations entre les pays actuels, et peut-être essayer d'apporter des hypothèses sur notre avenir, ou essayer d'éviter des problèmes futurs. Car, comme l'a dit Marcus Garvey, « un peuple sans passé est un peuple sans avenir ». L'archéologie fait partie de la grande famille de l'Anthropologie. Termes importants et souvent mal utilisés se rapportant à l'archéologie :
- Mise au jour : en effet en archéologie on parle de mettre au jour des sites, du matériel... Et non pas de mettre à jour, souvent employé par erreur ou méconnaissance. Mise à jour s'emploie dans des contextes de réactualisation de quelque chose.
- Carroyage : découpage d'un site en zones carrées, et identification unique de chacun de ces carrés. Le carroyage permet tout d'abord de bien se situer sur le site, et de pouvoir replacer sur des plans, par exemple, du matériel archéologique. Le carroyage est mis en place à l'aide d'un théodolite.
- Inventeur : en effet, en archéologie, quelqu'un qui découvre un site ou un objet important n'est pas nommé découvreur - souvent utilisé faussement à la place - mais inventeur. Ce terme est aussi employé pour les chasseurs de trésor lorsqu'ils en découvrent un.

Méthodes d'études

- Études de terrain
- Fouille
- Fouille de sauvetage
- Fouille préventive
- Fouille programmée
- Prospection au sol
- Prospection aérienne
- Archéologie sous-marine
- Études de matériels
- Céramique (Céramologie)
- Monnaies (Numismatique)
- Mosaïques
- Sculptures
- ronde-bosse
- haut-relief
- bas-relief
- Vaisselle
- Techniques scientifiques
- Techniques de datation relative
- Stratigraphie
- Techniques de datation absolue
- Dendrochronologie
- Datation au carbone 14
- Thermoluminescence
- Analyses chimiques
- Étude des paléoenvironnements
- Archéozoologie
- Archéométrie
- Géoarchéologie
- Malacologie
- Archéobotanique
- Anthracologie
- Carpologie
- Palynologie
- Étude des phytolithes
- Xylologie
- Archéologie expérimentale

Annexes

Les archéologues célèbres Quelques découvertes archeologiques célèbres:
- Le dépôt de vaisselle de bronze d'Evans (Jura)
- Troie
- Le Mont Beuvray (Bibracte)
- La tombe de Toutânkhamon
- Les manuscrits de Qumrân
- Lucy
- Ötzi
- La grotte de Lascaux
- Le phare d'Alexandrie
- La tombe de Vix
- L'armée de terre cuite de Qin Shi Huang près de Xi'an en Chine
- Mycènes
- Le disque de Phaistos
- Lattara
- Paule
- Etemenanki la mythique « Tour de Babel » Sous-branches de l'archéologie:
- l'égyptologie
- la castellologie
- l'archéologie biblique Quelques termes archéologiques:
- L'anastylose
- Un hypogée
- L'onomastique
- Un ostracon
-

1960

Cette page concerne l'année 1960 du calendrier grégorien.

Événements

Premier trimestre

Détails : Janvier 1960 - Février 1960 - Mars 1960
- 1 janvier : En France, Entrée en vigueur du nouveau franc par division de l'ancien par 100.
- 1 janvier : Indépendance du Cameroun, président Ahmadou Ahidjo.
- 9 janvier : Début de la construction du barrage d'Assouan en Égypte.
- 11 janvier : Indépendance du Tchad, président Tombalbaye.
- 24 janvier : En Algérie, semaine des barricades à Alger (24 janv.-1er fév.).
- 5 février : Le plus grand synchrotron du monde pour la recherche nucléaire (25-milliards d'électron-volt), est inauguré à Meyrin dans la banlieue de Genève (Suisse) par un groupement de 13 nations européennes.
- 13 février : Premier essai (Gerboise bleue) de la bombe à fission française (bombe A) à Reggane dans le désert du Tanezrouf (Sahara algérien).
- 18 février : Ouverture des 8 Jeux Olympiques d'hiver à Squaw Valley en Californie.
- 28 février : Création à Atlanta du mouvement des chevaliers du Ku Klux Klan regroupant les mouvements racistes disparates de 17 états méridionaux.
- 29 février : Un tremblement de terre de magnitude 6,7 sur l'échelle de Richter fait 15 000 victimes à Agadir au Maroc.
- 2 mars : Le pape nomme les premiers cardinaux non blancs : un Africain, un Japonais et un Philippin.
- 7 mars : Lancement du journal Télé 7 jours
- 21 mars : Massacre à Sharpeville, en Afrique du Sud. La Police ouvre le feu sur un groupe de manifestants noirs non armés : 69 morts et 180 blessés.
- 23 mars : Visite en France de Nikita Khrouchtchev

Deuxième trimestre

Détails : Avril 1960 - Mai 1960 - Juin 1960
- 3 avril : Fondation du PSU
- 18 avril : Première apparition publique des Beatles.
- 27 avril : Indépendance du Togo octroyée par la France. Ancienne colonie allemande, le pays était sous administration déléguée de l'ONU.
- 1 mai : Un avion de reconnaissance américain de type U2 (avion-espion) est abattu au-dessus du territoire soviétique.
- 7 mai : Nikita Khrouchtchev accède à la présidence de l'URSS.
- 9 mai : Légalisation de la pilule anticonceptionnelle sur la territoire américain. La FDA (Food and Drug Administration) approuve la pilule comme moyen contraceptif.
- 11 mai :
- Mise à flot du paquebot France, à Saint-Nazaire (Bretagne).
- Le Président Eisenhower reconnaît publiquement que les États-Unis ont effectué des missions de reconnaissance aérienne au-dessus de territoire soviétique durant les quatre dernières années. Le 15 mai, il annonce que plus aucun vol d'espionnage ne sera fait.
- 14 mai : Sommet des quatre grandes puissances, à Paris, avec Eisenhower, Macmillan, Khrouchtchev et de Gaulle.
- 22 mai : Tremblement de terre record au Chili (9,5 sur l'échelle de Richter), il fait 2000 morts sur place et 250 du fait des tsunamis au Japon, aux Philippines, en Alaska et aux îles Hawaï.
- 23 mai : Enlèvement de Adolf Eichmann en Argentine par les Israéliens pour être jugé en Israël.
- 20 juin : Indépendances du Mali et du Sénégal octroyées par la France. Les deux pays forment la Fédération du Mali qui éclatera au mois d'août.
- 30 juin : Indépendance du Congo Belge octroyée par la Belgique, président Joseph Kasavubu. La guerre civile débute immédiatement.

Troisième trimestre

Détails : Juillet 1960 - Août 1960 - Septembre 1960
- 1 juillet :
- Le Somaliland britannique et la Somalie sont réunis et proclament leur indépendance.
- Indépendance du Ghana octroyée par la Grande-Bretagne mais le pays reste membre du commonwealth.
- 9 juillet : Un décret autorise le péage sur les autoroutes françaises.
- 11 juillet : À la convention nationale des démocrates à Los Angeles en Californie, le sénateur John F. Kennedy est nommé dès le premier tour de vote. C'est le plus jeune candidat à être nommé pour cette élection.
- 13 juillet : Premier festival de Jazz d'Antibes en France.
- 20 juillet : Pour la première fois au monde, une femme Sirimavo Bandaranaike est élue chef d'un gouvernement à Ceylan.
- : Indépendance du Dahomey (Bénin actuel) octroyée par la France.
- 3 août : Le record du monde de vitesse dans l'air a été battu avec 2 196 mi/h (milles par heure). Il a été établi par la fusée expérimentale américaine X-15.
- 5 août : Indépendance de la Haute-Volta (actuel Burkina Faso) octroyée par la France.
- 7 août :
- Indépendance de la Côte d'Ivoire octroyée par la France.
- Nationalisation des entreprises américaines sur le territoire cubain par Fidel Castro
- 15 août : Indépendance de la république populaire du Congo (Congo Brazzaville) octroyée par la France.
- 16 août : Indépendance de Chypre octroyée par la Grande-Bretagne après 88 ans d'occupation coloniale.
- 16 août : Joseph Kittinger saute en parachute à partir d'un ballon à 31 333 m au-dessus du Nouveau-Mexique. Il bât les records de saut en haute-altitude, de la plus importante chute libre (25 700 mètres) avant ouverture du parachute, et la plus grande vitesse réalisée par un être humain (982 km/h) sans assistance motorisée
- 17 août : Indépendance du Gabon octroyée par la France.
- 20 août : Le Sénégal quitte la Fédération du Mali et déclare son indépendance.
- 25 août : Ouverture des 17 Jeux olympiques à Rome jusqu'au 11 septembre.
- 11 septembre : Clôture des 17 Jeux olympiques à Rome depuis le 25 août.
- 13 septembre : L'ouragan Donna, considéré comme le plus destructeur par les Américains, tue 30 personnes et laisse derrière lui des milliers des sans-abri sur la côte atlantique, de la Floride au Canada.
- 14 septembre : Coup d'État au Congo par le colonel Joseph Mobutu.
- 22 septembre : Modibo Keïta proclame l'indépendance de la République du Mali après l'échec de la Fédération du Mali.

Quatrième trimestre

Détails : Octobre 1960 - Novembre 1960 - Décembre 1960
- 1 octobre : L'indépendance du Nigeria est concédée par la Grande-Bretagne.
- 12 octobre : Le président soviétique Nikita Khrouchtchev frappe sur son pupitre avec sa chaussure à l'Assemblée générale de l'ONU pour protester de la discussion sur la politique de l'Union soviétique à l'égard de l'Europe de l'Est.
- 24 octobre : Explosion d'une fusée soviétique R 16 à Baïkonour : 123 morts.
- 29 octobre : Nikita Khrouchtchev promet, lors d'une interview, de fournir à Cuba des missiles pour prévenir une attaque américaine.
- 4 novembre : Le Président français Charles de Gaulle annonce à la TV algérienne un référendum sur l'autodétermination de l'Algérie.
- 8 novembre : Élection de John F. Kennedy (parti Démocrate) comme président des États-Unis avec 49,7 % des voix contre Richard Nixon (R) 49,5 %, et devenant le plus jeune Président des États-Unis (70 % des noirs américains auraient voté pour lui).
- 15 novembre : Indépendance de la Mauritanie octroyée par la France.
- 1 décembre : Indépendance de la République centrafricaine octroyée par la France.
- 9 décembre : Voyage du président Charles de Gaulle en Algérie, marquée par des émeutes sanglantes causant la mort de 127 personnes.
- 20 décembre : Création au Viêt Nam du Sud d'un Front de libération national. Début de la guerre du Viêt Nam.

Chronologies thématiques

- Aéronautique : 1960 en aéronautique
- Chemins de fer : 1960 dans les chemins de fer
- Cinéma : 1960 au cinéma
- Sport : 1960 en sport
- Arts et Culture : Arts et cultures en 1960
- Sciences et Techniques : Sciences et techniques en 1960

Naissances en 1960

- 24 janvier : Nastassja Kinski, actrice
- 19 février : Prince Andrew, second fils de la reine Elizabeth II d'Angleterre
- 29 février : Cheb Khaled, chanteur algérien
- 7 mars : Ivan Lendl, joueur de tennis tchèque
- 21 mars : Ayrton Senna, coureur automobile brésilien
- 18 mai : Yannick Noah, joueur de tennis français
- 22 mai : Hideaki Anno, réalisateur japonais
- 3 juillet :
- Vince Clarke, musicien anglais des groupes Depeche Mode puis Erasure
- Perrine Pelen, skieuse, française.
- 15 juillet : Kim Alexis, modèle américaine
- 12 août : Laurent Fignon, champion cycliste français
- 19 septembre : Hugh Grant, acteur américain
- 8 octobre : François Pérusse, humoriste québécois.
- 14 octobre : Olivier Mathieu, dit Robert Pioche, écrivain France.
- 30 octobre : Diego Maradona, champion argentin de football
- 25 novembre : John F. Kennedy Jr., fils du président John F. Kennedy
- 27 decembre : Maryam d'Abo, actrice britannique voir aussi::Catégorie:Naissance en 1960

Décès en 1960

- 2 janvier : Fausto Coppi, coureur cycliste italien, (° 1919).
- 4 janvier : Albert Camus, prix Nobel de littérature, écrivain français, (° 1913).
- 24 janvier : Edwin Fischer, pianiste suisse.
- 21 février :
- Jacques Becker, réalisateur, acteur, scénariste français, (° 1906).
- Samuel Mitchell, astronome (Il a calculé la distance de plus d'un millier d'étoiles), américain.
- 22 février : Paul-Émile Borduas, peintre surréaliste puis abstrait québécois, (° 1905).
- 3 avril : Norodom Suramit, roi du Cambodge.
- 28 avril : Anton Pannekoek, astronome et un militant communiste hollandais, (° 1873).
- 11 mai : John Davison Rockefeller Junior, milliardaire américain, (° 1874).
- 17 mai : Jules Supervielle, poète et écrivain français, (° 1884).
- 30 mai : Boris Pasternak "Docteur Jivago", écrivain russe, prix Nobel de littérature, (° 1890).
- 16 juillet : John P. Marquart, romancier américain
- 15 août : Jefferson Machamer (60 ans), artiste de dessins animés (The Baffles, Petting Patty et Guys and Gals).
- 7 septembre : Wilhelm Pieck (84 ans), ancien président communiste de l'Allemagne de l'Est.
- 16 septembre : J. Cheever Chowdin (71 ans), ancien patron de Universal Pictures.
- 26 septembre : Emily Post, la grande dame des bonnes manières.
- 12 octobre : Inejir Asanuma (61 ans). leader socialiste japonais (assassiné).
- 5 novembre :
- Mack Sennett, réalisateur producteur américain d'origine canadienne, (° 1884)
- Ward Bond, acteur américain (° 1903, 57 ans)
- 16 novembre : Clark Gable, acteur américain, (° 1901).
- 7 décembre : Clara Haskil, pianiste suisse d'origine roumaine.
- Philippe Panneton dit Ringuet (64 ans), écrivain canadien
- Richard Wright, écrivain américain qui traita des problèmes sociaux et psychologiques des noirs américains. voir aussi::Catégorie:Décès en 1960 __NOTOC__ Catégorie:1960 ja:1960年 ko:1960년 ms:1960 simple:1960 th:พ.ศ. 2503

Prix Nobel de chimie

Voir aussi prix Nobel. __NOTOC__ Années 1900 - 1910 - 1920 - 1930 - 1940 - 1950 - 1960 - 1970 - 1980 - 1990 - 2000

Années 1980

- 1980 Paul Berg, Walter Gilbert (américains), Frederick Sanger (britannique)
- 1981 Kenichi Fukui (japonais), Roald Hoffmann (polonais)
- 1982 Aaron Klug (anglais)
- 1983 Henry Taube (américain né au Canada)
- 1984 Robert Bruce Merrifield (américain)
- 1985 Herbert A. Hauptman, Jerome Karle (américains)
- 1986 Dudley R. Herschbach (américain), Yuan T. Lee (américain né à Taïwan), John C. Polanyi (canadien)
- 1987 Donald J. Cram (américain), Jean-Marie Lehn (français), Charles J. Pedersen (américain né en Corée du Sud)
- 1988 Johann Deisenhofer, Robert Huber, Hartmut Michel (allemands)
- 1989 Sidney Altman (américain né au Canada), Thomas R. Cech (américain)

Années 1990

- 1990 Elias James Corey (américain)
- 1991 Richard R. Ernst (suisse)
- 1992 Rudolph A. Marcus (américain né au Canada)
- 1993 Kary B. Mullis, Michael Smith (américains)
- 1994 George A. Olah (américain né en Hongrie)
- 1995 Paul J. Crutzen (néerlandais), Mario J. Molina (américain né au Mexique), F. Sherwood Rowland (américain)
- 1996 Robert Curl (américain), Sir Harold Kroto (anglais), Richard Smalley (américain)
- 1997 Paul D. Boyer (américain), John E. Walker (anglais), Jens C. Skou (danois)
- 1998 Walter Kohn (américain né en Autriche), John A. Pople (anglais)
- 1999 Ahmed H. Zewail (égyptien)

Années 2000

- 2000 Alan J. Heeger (américain), Alan G. MacDiarmid (néo-zélandais), Hideki Shirakawa (japonais)
- 2001 William S. Knowles (américain), Ryoji Noyori (japonais), K. Barry Sharpless (américain)
- 2002 John B. Fenn (américain), Koichi Tanaka (japonais), Kurt Wüthrich (suisse)
- 2003 Peter Agre, Roderick MacKinnon (américains)
- 2004 Aaron Ciechanover et Avram Hershko (Israël), Irwin Rose (USA) pour leurs travaux sur la dégradation des protéines.
- 2005 Yves Chauvin (français), Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock (américains) pour leurs travaux sur le développement de la méthode de la métathèse en synthèse organique.

Lien externe

- http://www.ninou.se/chemistry/laureates/index.html (en anglais) catégorie:chimie Chimie zh-min-nan:Nobel Hòa-ha̍k Chióng ko:노벨 화학상 ja:ノーベル化学賞

Carbone 14

Applications

- datation au carbone 14
- traceur biologique

Découverte

Isotope

En physique nucléaire, un isotope est un corps simple ayant le même numéro atomique qu'un autre, des propriétés chimiques presque identiques (même élément chimique), mais une masse atomique différente. Les différences physiques entre isotopes d'un même élément sont dues à la différence de constitution du noyau de l'atome : le nombre de protons, correspondant à son numéro atomique Z, reste toujours inchangé ; c'est le nombre de neutrons N qui diffère d'un isotope à l'autre d'un même élément.

Notation

Un isotope est couramment désigné par son symbole chimique, complété par son nombre de masse A (égal au nombre de nucléons de l'atome) placé en haut et à gauche du symbole. Exemple: l'isotope du carbone de nombre de masse 14 est noté ¹⁴C. Il est d'usage de compléter cette écriture par le numéro atomique Z , placé en bas et à gauche du symbole, pour décrire une réaction nucléaire dans laquelle intervient un isotope. Le carbone 14 est ainsi noté

_^\operatorname

Propriétés des isotopes

Les propriétés chimiques des isotopes d'un même élément sont identiques car ces isotopes ont le même nombre d'électrons. En revanche, comme le noyau ne comporte pas le même nombre de neutrons, la masse des atomes varie. Cette différence de masse atomique permet de séparer les isotopes d'un même élément par spectrométrie de masse ou par centrifugation et ainsi de les distinguer. De plus, la proportion de neutrons dans le noyau peut rendre l'atome instable : c'est pourquoi certains isotopes sont radioactifs.

Stabilité des isotopes

Il existe 92 éléments chimiques différents dans la nature, de l'hydrogène ₁H au plutonium ₉₄Pu, le technétium ₄₃Tc et le prométhium ₆₁Pm n'ayant ni isotope stable, ni isotope radioactif de période suffisamment longue. Pour ces centaines d'isotopes naturels, les nombres respectifs de protons et de neutrons semblent respecter certaines règles :
- le nombre de neutrons est à peu près égal à celui des protons pour les éléments légers ; à partir du ₂₄Cr, le nombre de neutrons devient supérieur au nombre de protons, l'excédent dépassant 50% pour les éléments les plus lourds ;
- certains noyaux particulièrement stables contiennent des protons ou des neutrons (ou les deux) égal à un des nombres (dit magiques) de la série : : 2, 8, 20, 50, 82, 126 ;
- les éléments de nombre Z impair possèdent moins d'isotopes stables que les éléments de nombre Z pair.

Utilisation des isotopes

Un exemple très connu de couple d'isotopes est constitué par le carbone : le carbone est présent en grande majorité sous son isotope de poids atomique 12 (le « carbone 12 ») ; d'autre part, on peut trouver en faible quantité l'isotope de poids atomique 14 (le carbone 14), qui est chimiquement strictement équivalent au carbone 12, mais qui est radioactif. En effet, les neutrons supplémentaires du noyau rendent l'atome instable. Il se désintègre en donnant de l'azote et en émettant un rayonnement bêta. La proportion de l'isotope stable par rapport à l'isotope instable varie donc au cours du temps. C'est sur cette variation que se basent les méthodes de datation radioactive par couple d'isotopes (dont la plus connue est la méthode de datation au carbone 14). C'est certainement l'application la plus importante du concept d'isotope. Les traceurs isotopiques sont une autre application de ce concept.

Autres acceptions

Dans la série animée les Simpson, l'équipe de baseball de Springfield s'appelle Les Isotopes dont le sponsor n'est autre que la centrale nucléaire de Springfield.

Voir aussi

- période radioactive
- radioactivité
- isobare
- catégorie:classification chimique Catégorie:Physique nucléaire ja:同位体 ko:동위원소 simple:Isotope th:ไอโซโทป

Radioactivité

Généralités

La radioactivité est la propriété d'un noyau atomique instable ou radioactif de se transformer spontanément en un ou plusieurs noyaux d'autres éléments en émettant lors de cette transformation un rayonnement α β ou γ qui sont aujourd'hui identifiés comme un noyau d'hélium (alpha) ou un électron ou positron (bêta)ou un photon (rayon X ou gamma) C'est en 1896, découverte due à Henri Becquerel, que dans des sels d'uranium, des rayonnements d'origine inconnue ont été détectés: on les a distingués en constatant que les rayonnements α et β sont déviés par des champs électriques et magnétiques, contrairement aux rayonnements γ qui ne sont pas déviés parce que pas chargés. Ces rayonnements sont dits ionisants car ils interragissent avec la matière en provoquant, du fait de leur grande énergie, au sein de celle-ci des ionisations. Ce sont ces ionisations qui sont à l'origine des conséquences dommageables pour la santé par l'exposition à ces rayonnements; on parle alors d'irradiation.

La radioactivité naturelle

La radioactivité naturelle a principalement pour origine les radioisotopes existants dans la nature et produits lors des explosions des supernovae. On trouve des traces de ces éléments radioactifs et de leurs descendants dans notre environnement. La radioactivité résulte également du bombardement du globe terrestre par des particules de haute énergie en provenance de l'espace : les rayons cosmiques.

Les rayonnements artificiels

Les rayonnements ionisants peuvent avoir une origine dite artificielle pour exprimer qu'elle est produite par l'homme et les technologies. Tel est le cas pour les rayons X utilisés en imagerie médicale, la radioactivité des éléments brûlés et/ou produits par les centrales nucléaires tels que le plutonium ou encore la radioactivité produite par l'explosion d'une bombe atomique.

Unités

L'activité d'un échantillon radioactif (source radioactive) se mesure en becquerels (Bq) en hommage à Henri Becquerel. On utilise quelquefois (en biologie par exemple) le nombre de désintégrations par minute. Le curie (Ci) était autrefois utilisé en hommage à Marie Curie. C'est l'activité d'un gramme de radium, soit 3,7.10¹⁰ Bq ou encore 37 Bq = 1 nCi. On peut également utiliser le coulomb par kilogramme (C/kg) qui mesure l'exposition aux rayonnements X et gamma (la charge d'ions libérée dans la masse d'air).

Irradiation

Les rayonnements ionisants interagissent avec la matière, ils apportent donc de l'énergie dans le milieu traversé, en grande partie sous forme d'énergie d'ionisation du milieu. La dose absorbée par la cible est l'énergie reçue par unité de masse. On l'exprime en joules par kilogramme, c'est-à-dire en grays (Gy) dans le système SI. L'ancienne unité était le rad. 1 Gy = 100 rad. Lors d'une exposition durable, il est pertinent de définir le débit de dose, c'est-à-dire l'énergie absorbée par kilogramme et par unité de temps. Cette grandeur prend son intérêt en biologie par exemple où des phénomènes dépendant du temps (croissance, réparation) sont susceptibles d'être perturbés par les rayonnements. L'unité en est le gray par seconde (Gy/s). Ces grandeurs, activité, dose et débit de dose sont des grandeurs mesurables, qui peuvent être mesurées à l'aide d'appareils de physique (compteurs, calorimètres, horloges). Dans les grandeurs liées à la cible, il y a celles qui évaluent le risque pour la santé. Lorsque le rad était utilisé comme unité de dose, on avait défini une unité de dose équivalente, le rem, acronyme de « rad equivalent man ». Actuellement, le rem est remplacé par le sievert (Sv), qui est un « Gray equivalent man » et est une unité du système SI. La dose équivalente n'est pas mesurable, mais elle est évaluée en fonction de la dose reçue, de la sensibilité du tissu irradié et de la nature du rayonnement. :

E = D x S x Q

E

est la dose équivalente, ::

D

est la dose physique absorbée, ::

S

dépend de la sensibilité du tissu.

S

est faible pour les muscles ou la peau, mais important pour les gonades, le système nerveux, les cellules de la moelle osseuse ou de l'intestin, ::

Q

est un paramètre qui dépend de la nature du rayonnement. Il est égal à 1 pour les rayons gamma et bêta, à 5 pour les rayons alpha, et à 20 lors d'une irradiation par les neutrons. On peut évidemment définir un débit de dose équivalente, qui s'exprimera en sieverts par seconde. Cette grandeur est pertinente pour évaluer les expositions professionnelles des travailleurs du nucléaire, des astronautes, ou tout simplement des personnes vivant dans un environnement à risque. À titre d'exemple, nous sommes soumis en Europe occidentale à un débit de dose équivalente d'environ 3 mSv/an. Conversion des différentes unités : :1 Ci = 3,7 10¹⁰Bq :1 Bq = 0,027 nCi :1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy :1 Gy = 100 rad :1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv :1 Sv = 100 rem

La radioactivité dans l'environnement

Lors d'une promenade au bord de la mer, nous nous asseyons sur un roc de granite : celui-ci contient des traces d'uranium qui en se désintégrant émet un gaz radioactif, le radon, que nous respirons. Dans notre alimentation, nous assimilons du potassium-40, du carbone 14 et du tritium. Nous sommes contraints de nous exposer aux particules du rayonnement cosmique dont des centaines nous traversent à chaque seconde. Des milliards de neutrinos nous traversent aussi à chaque instant. Si les neutrinos sont fantomatiques car ils sont sans charge électrique et sans ou quasiment sans masse, les particules du rayonnement cosmique sont massives et ont une charge électrique, mais leur effet reste anodin. Nous n'empêchons pas la désintégration de 8000 atomes dans notre corps à chaque seconde. Il faut toutefois remettre ce chiffre en perspective. 8000 atomes altérés par seconde, cela fait 252 milliards par an, soit 0,25 × 10¹⁰ sur les quelque 10²⁷ atomes de notre corps. Le risque d'altération d'un atome donné est donc de 0,25 × 10^-17. La taille du génome est de 3,2 × 10⁹ paires de bases, une base possédant une vingtaine d'atomes, soit 0,64 × 10¹⁰ atomes par brin d'ADN (il y a 2 brins, comptons donc pour simplifier 10¹⁰. Sur un ordre de grandeur de 10¹³ cellules dans le corps, on arrive à 10²³, ce qui correspond donc à 250 000 brins de code génétique altérés par an.
- Certaines de ces altérations toucheront une partie non-codante de l'ADN
- D'autres altéreront le fonctionnement de la cellule, qui pourra dépérir et être remplacée par une cellule saine
- Un petit nombre, que l'on ne sait pas établir pour le moment, pourront rendre la cellule cancéreuse. Les défenses de l'organisme permettent en principe d'éliminer les cellules cancéreuses, mais ne fonctionnent pas toujours (c'est d'ailleurs pour cela qu'il y a des cancers). On considère toutefois qu'il faut non pas une, mais plusieurs mutations dans le même brin pour transformer une cellule saine en cellule cancéreuse. On peut pour se rassurer désigner ces 8000 becquerels comme nous exposant à 0,2 millisievert (mSv) par an, sans bien entendu que ce changement d'unité modifie en quoi que ce soit le taux de mutation des cellules. Nous ne pouvons pas échapper très facilement à l'exposition à la radioactivité (par exemple notre corps contient naturellement du carbone 14), mais nous vivons avec ce risque depuis la nuit des temps : L'exposition naturelle à la radioactivité représente 2,5 mSv sur le total de 3,5. Cette dose peut varier de 1 à 40 mSv, selon l'environnement géologique et les matériaux d'habitation. Le rayonnement tectonique dû aux roches (uranium, thorium et descendants) est de 0,40 mSv, mais il peut être dix fois plus important dans des régions granitiques comme la Forêt-Noire en Allemagne ou la Bretagne et le Massif Central en France, en particulier à cause d'un gaz radioactif, le radon. La part due au rayonnement cosmique représente environ 0,40 mSv au niveau de la mer, mais double à 1500 m d'altitude. Il nous est impossible d'échapper à la radioactivité en respirant, en nous déplaçant, mais aussi en mangeant. Tous nos aliments sont un peu radioactifs, car ils contiennent des éléments comme du carbone-14 et du potassium-40, des isotopes radioactifs inséparables du carbone et du potassium naturels. L'eau de source que nous buvons est aussi radioactive. Avant de jaillir du sol, elle a dissous des sels minéraux appartenant au roches rencontrées sur son chemin dont certaines contiennent des radioéléments. Les eaux les plus radioactives proviennent des régions granitiques ou volcaniques dont les roches renferment un peu d'uranium et de thorium accompagnés des éléments radioactifs de leur descendance. Cette radioactivité est très variable. Cette radioativité naturelle des aliments peut être augmentée dans des proportions variables, voire éventuellement dangereuse, par une radioactivité artificielle. Il est ainsi apparu en France, à la suite de l'accident de Tchernobyl, des augmentations significatives de radioactivité dans les plantes et viandes de plusieurs régions françaises. Des personnes ont déposé des plaintes contre X à la suite de cancer qu'elles attribuent à cette cause. (Il s'agit de la notion juridique plainte contre X et non des rayons X !) Toute information sur les modifications anormales de radioactivité dans l'environnement est sévèrement contrôlée par les autorités de l'Etat en France. Les écologistes combattent cette politique du secret dans un domaine qui touche à la santé de chaque citoyen.

Les différentes sortes de radioactivité

Ce phénomène de rayonnement peut prendre des formes très différentes.

Rayonnement alpha (α)

Article détaillé : Désintégration alpha Un noyau atomique peut être instable parce qu'il est trop lourd. Il se débarrasse de son excédent de poids en émettant une particule. Pour certains éléments comme le radium-226 (²²⁶Ra) ou l'uranium-238 (²³⁸U), cette particule est un noyau d'hélium, soit 2 protons et 2 neutrons. Elle est animée d'une grande vitesse. Les éléments de ce type sont appelés émetteurs alpha. Le rayonnement alpha étant constitué d'une particule lourde chargée positivement, il est très peu pénétrant ; une simple feuille de papier peut l'arrêter. Exemple pour le radium-226 qui se transforme en radon-222: ²²⁶Ra → ²²²Rn + α.

Rayonnement bêta (β)

Article détaillé : Désintégration bêta D'autres, les émetteurs bêta, émettent des électrons, par exemple le thorium-234, ou des positrons (ou positons), qui ont la même masse que les électrons mais qui sont chargés positivement. S'il y a émission d'un électron, on parlera de rayonnement β-, en fait un neutron du noyau se désintègre en proton, en électron et en anti-neutrino. S'il y a émission d'un positon, on parlera d'un rayonnement β+, un proton se désintégrant alors en neutron, en positron et en neutrino. Exemple d'une réaction β^- pour le tritium (1 proton / 2 neutrons) qui se transforme en hélium 3 (2 protons / 1 neutron) : ³H → ³He + e^- + ῡ Exemple d'une réaction β⁺ pour le fluor 18 qui se transforme en oxygène 18 : ¹⁸F → ¹⁸O + e⁺ + ν. L'électron ou le positon sont des particules légères, le rayonnement bêta est donc beaucoup plus pénétrant. Les particules étant chargées, elles interagissent facilement avec la matière. Il faut une feuille d'aluminium de 6 mm d'épaisseur pour arrêter ce rayonnement.

Rayonnement gamma (γ)

Article détaillé : Rayon gamma Enfin, une troisième catégorie est constituée de noyaux radioactifs qui ne souffrent pas d'un excès de masse, mais d'énergie, qu'ils évacuent sous forme d'un photon, comme la lumière mais en beaucoup plus énergétique. Ce sont les émetteurs gamma. Leur émission suit généralement une désintégration alpha ou bêta et correspond à un réarrangement des nucléons, et notamment à une réorganisation de la charge électrique à l'intérieur du nouveau noyau. On va donc fréquemment rencontrer un noyau radioactif émettant simultanément deux types de rayonnement : par exemple, le plutonium-239 est un émetteur alpha-gamma, le fer-59, un émetteur bêta-gamma. Comme le photon est une particule sans masse, il est très pénétrant et comme il n'est pas chargé, il interagit peu avec la matière. Il faut plusieurs centimètres de plomb pour l'arrêter.

Durée de vie de l'élément radioactif

On calcule la durée de vie d'un élément radioactif avec le système de la demi-vie ou période radioactive. Si on consulte laRésolution des équations différentielles à coefficients constants et en particulier les équations qui se ramènent à

y' = ky

où k est un réel, il est écrit que l'on rencontre ce type d'équations avec k négatif dans la modélisation de la décroissance radioactive dans un milieu homogène et fermé ; Les solutions d'une telle équation sont les fonctions définies sur tout R par :

f(x) = Ce^

où C est un réel dont la valeur se détermine dès que sont connues les conditions initiales : si pour

x_0

on a

f(x_0)=y_0

alors :

C = y_0e^

et donc :

y(x) =y(x_o) e^

L'évolution dans le temps du nombre d'atomes radioactifs

Il y a diverses façons d'introduire un formalisme permettant de décrire l'évolution dans le temps du nombre d'atomes radioactifs. elles conduisent toutes à une formulation mathématiques simple: :

\frac =N'(t)= -\lambda N(t) \ et \ N(t) = N(t_o) e^

. :

N(t) = N_0 e^ =N_0 (\frac)^\ et \ N(t+T) = N_0 (\frac)^=N_0 (\frac)^\cdot \frac= N(t)\cdot \frac

. où T est la période; la dernière formule montre que à chaque fois que le temps augmente de T le nombre d'atome restant est divisé par 2. :

N(t+T) =N(t)\cdot \frac

. :

Solution de l'équation differentielle par séparation des variables

de :

\frac = -\lambda N(t)

on déduit:

\frac = -\lambda dt

en intégrant, on obtient:

\ln N(t) = -\lambda t + D \,

soit :

N(t) = e^D \cdot e^= N(t_o) \cdot e^ \,

"Demi-vie" et vie moyenne

C'est une propriété de base de la fonction décroissance exponentielle que de pouvoir définir un acroissement de la variable pour lequel la valeur obtenue est la moitié ; si t est la variable: de :

e^ = \frac

on déduit facilement:

t_ = \frac

Ce temps est appelé la demi-vie La quantité décroissante est le nombre d'éléments d'une collection d'objet, il est possible de calculer la moyenne de la durée de vie, ce que l'on appelle la durée de vie moyenne et on obtient:

\tau = \frac

Le tableau suivant montre l'évolution du nombre relatif d'éléments en fonctions du nombre de demi-vies écoulées:

Remarques

- Dans les radionuclides où des particules se transforment par radioactivité en une autre particule, le nombre de particules initiales décroit exponentiellement en fonction du temps .
- Il est fréquent qu'un isotope radioactif comporte plusieurs modes de désintégration, ou bien qu'il appartienne à une chaîne de désintégration radioactive. Pour ces cas, la loi exponentielle simple de décroissance radioactive ne s'applique plus.

voir aussi

- croissance exponentielle
- distribution exponentielle

Activité de l'élément radioactif

L'activité d'un corps radioactif à un instant donné est le nombre de désintégrations par seconde à cet instant, autrement dit l'intensité de sa radioactivité. L'activité est une propriété de la source émettant les rayonnements ionisants et ne rend donc pas compte des effets des rayonnements ionisants sur la matière exposée. Elle se mesurait auparavant en curies, unité qui correspond à 37 milliards de désintégrations par seconde, quel que soit le rayonnement émis. C'est par exemple l'activité de 1 gramme de radium-226, ou de 15 grammes de plutonium-239. Elle se mesure maintenant en becquerels, unité qui correspond au nombre de désintégrations en 1 seconde.

Interaction des rayonnements avec la matière

Généralités

Les rayonnements ionisants provoquent tous au sein de la matière des ionisations et des excitations. La façon dont se produisent ces ionisations dépend du type de rayonnement considéré. Le rayonnement gamma est un faisceau de photons sans charge ni masse. En traversant la matière il provoque trois type d'interactions : l'effet photo-électrique, la création de paires et l'effet Compton. Ces mécanismes produiront, in fine, des excitations et ionisations dans le matériau traversé.Le rayonnement gamma a un fort pouvoir de pénétration dans la matière (plusieurs dizaines de mètres de béton). Le rayonnement alpha est un faisceau de particules lourdes et chargées, généralement d'énergie élevée. En traversant la matière ce faisceau de particules percute les électrons de la périphérie des atomes du matériau traversé ce qui les excite ou les ionise. Ce mécanisme se produit sur une très courte distance: le pouvoir de pénétration des rayonnements alpha est faible (une simple feuille de papier les arrête totalement) et par conséquent le dépôt d'énergie par unité de longueur traversée sera élevé. Cette énergie dissipée dans la matière traversée se traduira par des excitations et des ionisations. Ces dernières seront donc nombreuses sur le court parcours de la particule. Le rayonnement bêta, constitué d'électrons ou de positrons est un faisceau de particules légères et chargées. Il interragit avec la matière en provoquant, lui aussi, des excitations et des ionisations. Le parcours des électrons et des positrons dans la matière est plus important que celui des particules alpha (de l'ordre de quelques mètres maximum dans l'air). La perte d'énergie du rayonnement bêta par unité de longueur traversée sera, toute autre chose étant égale, moindre que celle du rayonnement alpha. Il en sera donc de même du nombre d'excitation et d'ionisation produite par unité de longueur. La nature des lois physiques permettant de calculer les parcours ou l'atténuation des rayonnements dans la matière diffèrent selon les rayonnements considérés. Les rayonnements gamma ne sont jamais complètement arrêtés par la matière. Seule une proportion, éventuellement importante, du flux de photons incidents peut être arrêté dans un échantillon traversé. Dans ce cas le flux de photons émergeant sera faible, voire quasi indétectable, mais jamais nul. Les lois physiques qui traduisent le parcours des particules chargées (rayonnements alpha et bêta) donnent, elles, une valeur finie et chiffrable du parcours maximum de ces particules dans la matière. Au-delà de la distance considérée il est impossible que des particules du rayonnement incident puissent être retrouvées. Le rayonnement incident est donc complétement bloqué par une épaisseur donnée d'un matériau donné. Celui-ci aura joué le rôle d'écran.

Conséquences pour la santé de l'exposition aux rayonnements ionisants

ionisation Les conséquences de la radioactivité sur la santé sont complexes. Elles dépendent de la dose absorbée par l'organisme. À ce moment là, on parle de gray. Tous les rayonnements n'ayant pas la même nocivité, on multiplie chaque rayonnement absorbé par un coefficient de pondération, pour tenir compte des différences. Cela s'appelle la dose équivalente, qui se mesure en sievert. En fait, le becquerel mesure mal la dangereusité d'un élément car il considère identiquement les trois types de rayonnements. Un rayonnement α ou β est relativement peu dangereux à l'extérieur du corps. En revanche, il est extrêmement dangereux lorsque ce type d'émetteur est inhalé. D'un autre côté, les émissions γ sont dangereuses un peu partout car elles sont difficilement arrêtables. voir article Rayonnement ionisant

Le risque pour la santé

Le risque pour la santé dépend non seulement de l'intensité du rayonnement et la durée d'exposition mais également du type de tissu concerné et de sa plus ou moins grande faculté d'absorption, les organes reproducteurs par exemple étant 20 fois plus sensibles que la peau.

Dose acceptable d'irradiation

Les normes internationales se basent sur le principe que le risque pour la santé est proportionnel à la dose reçue et que "toute dose de rayonnement comporte un risque cancérigène et génétique (CIPR 1990)". En général on considère que l'environnement naturel (hors source radioactive !) est inoffensif : il émet un rayonnement inférieur 0,00012 mSv/h ou 0,012 mrem/h. S'il fallait mettre un seuil minimum d'innocuité, la dose devient « dangereuse » à court terme à partir de 0,002 mSv/h ou 0,2 mrem/h. Mais ceci est discutable. Comme dans le cas des radiographies, en fait tout dépend du temps pendant lequel la personne est exposée à ces rayonnements. Les mots d'ordre sont : « Temps, Écran, Distance ». Vous pouvez rester sous un rayonnement avec un débit de dose de 50 mSv/h sans rien risquer si vous ne restez pas plus de 5 s devant la source car la dose reçue est très faible. Voici par exemple les doses actuellement tolérées dans les différents secteurs contrôlés d'une centrale nucléaire française :
- zone bleue : de 0,0025

Datation au carbone 14

Historique

Principe de la datation

Origine du radiocarbone naturel

Mesure de l’âge d’un échantillon de matière organique

Période radioactive conventionnelle

Courbes d’étalonnage

Autres corrections

Voir aussi

Exemples de datations au carbone 14

Liens externes

Datation radioactive

Datation radioactive et géologie

Mesure de l’âge de la Terre

Voir aussi

Carbone 14

Applications

Découverte

Archéologie

Méthodes d'études

Annexes

1960

Événements

Premier trimestre

Deuxième trimestre

Troisième trimestre

Quatrième trimestre

Chronologies thématiques

Naissances en 1960

Décès en 1960

Prix Nobel de chimie

Années 1900

Années 1910

Années 1920

Années 1930

Années 1940

Années 1950

Années 1960

Années 1970

Années 1980

Années 1990

Années 2000

Lien externe

Carbone 14

Applications

Découverte

Isotope

Notation

Propriétés des isotopes

Stabilité des isotopes

Utilisation des isotopes

Autres acceptions

Voir aussi

Radioactivité

Généralités

La radioactivité naturelle

Les rayonnements artificiels

Unités

Irradiation

La radioactivité dans l'environnement

Les différentes sortes de radioactivité

Rayonnement alpha (α)

Rayonnement bêta (β)

Rayonnement gamma (γ)

Durée de vie de l'élément radioactif

L'évolution dans le temps du nombre d'atomes radioactifs

Solution de l'équation differentielle par séparation des variables

"Demi-vie" et vie moyenne

Remarques

voir aussi

Activité de l'élément radioactif

Interaction des rayonnements avec la matière

Généralités

Conséquences pour la santé de l'exposition aux rayonnements ionisants

Le risque pour la santé

Dose acceptable d'irradiation