La radioactivité est le phénomène physique par lequel des noyaux atomiques instables (dits radionucléides ou radioisotopes) se transforment spontanément en d’autres atomes (désintégration) en émettant simultanément des particules de matière (électrons, noyaux d’hélium, neutrons, etc.) et de l’énergie (photons et énergie cinétique). La radioactivité a été découverte en 1896 par Henri Becquerel dans le cas de l’uranium, et très vite confirmée par Pierre et Marie Curie pour le radium. C’est cette dernière qui introduit à cette occasion les termes de radioactivité et radioélément1.
1. Un atome est caractérisé par
* son numéro atomique Z qui est le nombre de proton dans le noyau et le nombre d’électrons dans l’atome (neutre)
* son nombre de masse A qui est le nombre total de particules constituant le noyau, les nucléons, protons et neutrons.
Le noyau comporte donc 
À une valeur de
Il existe en général plusieurs valeurs de
On note 
Deux noyaux comportant le même nombre 
2. Diagrammes en radioactivité
Le diagramme 
Sur une même verticale, pour
Voici l’ensemble des cases occupées par les noyaux connus à ce jour. Le code des couleurs est explicité plus bas.
3. Noyaux radioactifs sont ceux susceptibles de se briser
* en émettant une ou plusieurs particules
* et en donnant un noyau fils de composition différente.
Ce phénomène s’appelle une désintégration radioactive. Elle est
* spontanée
* aléatoire
* et inévitable
4. Particules émises en radioactivité
Les particules émises sont, comme les noyaux d’atomes, caractérisées par
* Le nombre de charge
où 
Ainsi, pour un proton 
* Le nombre de masse
Ainsi, pour un proton 
5. Lois de conservation en radioactivité
Une réaction nucléaire vérifie les deux lois suivantes :
* il y a conservation de la charge électrique, donc la somme des nombres de charge des réactifs est égale à la somme de ceux des produits
* il y a conservation du nombre de nucléons donc la somme des nombres de masse des réactifs est égale à la somme de ceux des produits.
6. Radioactivité alpha
La radioactivité est l’émission d’un noyau d’hélium appelé aussi particule alpha
7. Radioactivité beta +
La radioactivité beta + est l’émission d’un positron appelé aussi particule beta +
8. Radioactivité beta –
La radioactivité beta – est l’émission d’un électron appelé aussi particule beta –
9. Radioactivité gamma
La radioactivité gamma est l’émission d’un photon de grande énergie (appartenant au domaine des rayons gamma, de longueur d’onde dans le vide inférieure à 10 nm) par un atome excité
L’émission d’un photon gamma est souvent concomitante avec l’une des radioactivités précédentes, et c’est alors le noyau fils qui se désexcite.
B. Activité de la radioactivité en Terminale
1.Nombre de désintégrations pendant une durée 
Dans un échantillon comportant un certain nombre de noyaux radioactifs, on mesure le nombre de désintégrations pendant une durée
Si on note 
L’activité moyenne de l’échantillon entre ces deux dates est le quotient
Elle est exprimée en « désintégrations par seconde », ou en Becquerels (Bq).
2. Activité instantanée d’un échantillon à la date
soit 
On reconnaît la définition de la dérivée
3. Activité instantanée d’un échantillon radioactif
L’activité instantanée d’un échantillon radioactif est proportionnelle au nombre de noyaux qu’il contient
où 
4. Loi de décroissance radioactive.
La relation qui définit
soit 
Cette équation différentielle du premier ordre a pour solution
où 
On en déduit
où 
5. Courbe d’évolution du nombre de noyaux radioactifs
La courbe d’évolution du nombre de noyaux radioactifs dans l’échantillon en fonction du temps, ou celle de l’activité en fonction du temps, est celle d’une fonction exponentielle décroissante.
* Elle est strictement décroissante.
* La valeur initiale vaut respectivement 
* Elle tend vers 0 quand 
* La valeur absolue du coefficient directeur de la tangente décroît au cours du temps.
* La tangente à l’origine à l’instant initial coupe l’axe des temps à la date 
* La tangente à l’origine coupe l’axe des temps à la date
* À la date 
6. Temps de demi-vie en radioactivité
Le temps de demi-vie est la date 
ou 
Il s’exprime en fonction de la constante radioactive
C. Applications de la radioactivité en Terminale
1. Radiodatation en Terminale générale
Lorsqu’un objet ou une substance contient un certain nombre de noyaux radioactif au moment de sa formation, puis est laissé inerte un certain temps, sans pouvoir acquérir à nouveau des noyaux radioactifs, ce nombre diminue selon la loi de décroissance radioactive.
La mesure de son activité 
donc 
et 
2. Radioprotection en Terminale générale
Les rayonnements 
La radioprotection est l’ensemble des mesures préventives pour éviter ceci
* protection étanche (combinaison) pour éviter l’ingestion de noyaux radioactifs ou de particules
* protection par des parois arrêtant les particules énergétiques
* protection par éloignement.
3. Applications médicales en Terminale
* En injectant dans le corps un marqueur, c’est-à-dire une substance comportant des noyaux radioactifs peu dangereux et se fixant préférentiellement qur un type particulier de tissu ou d’organe, puis en observant le tissu ou l’organe cible par un système détectant le rayonnement émis par ces noyaux, on forme l’image du tissu ou de l’organe : c’est l’un des principes de l’imagerie.
* On peut également détruire des cellules cibles grâce aux particules émises par radioactivité d’un échantillon actif : c’est le principe de la radiothérapie.
Quelques applications des radionucléides La radioactivité
VI. Quelques applications des radionucléides
Parmi les multiples usages des radionucléides, nous pouvons citer:
Les applications liées au repérage des noyaux radioactifs. Il est plus facile, grâce aux rayonnement γ émis, de repérer la position, d’évaluer la distance ou de suivre le mouvement des noyaux radioactifs. Ainsi par injection de faibles quantités de radioéléments, on peut :
Suivre le cheminement des eaux souterraines
Visualiser le fonctionnement des organes vivants ( thyroïde, foie, rein )
Le traitement des maladies de la peau, du cancer, de la tuberculose en agissant sur les tissus malades et parfois les détruire.
Des dangers multiples sont également liés à l’utilisation des radionucléides
Les particules α, β et γ pénètrent les tissus vivants et provoquent de graves anomalies biochimiques. Le risque dépend de la nature et des doses reçues.
L’utilisation des radionucléides soulève d’énormes problèmes en raisons
Des risques d’accidents nucléaires
De la gestion des déchets radioactifs
Des risques de prolifération nucléaire.
