Quelles sont les caractéristiques des radiations / particules bêta – Définition

Les principales caractéristiques du rayonnement bêta peuvent être résumées en quelques points. Le rayonnement bêta est constitué d’électrons énergétiques. Caractéristiques du rayonnement bêta. Dosimétrie des rayonnements

Description des particules bêta

Les particules bêta sont des électrons ou des positons à haute énergie et à grande vitesse émis par certains fragments de fission ou par certains noyaux radioactifs primordiaux tels que le potassium-40. Les particules bêta sont une forme de rayonnement ionisant également connu sous le nom de rayons bêta. La production de particules bêta est appelée désintégration bêta . Il existe deux formes de désintégration bêta, la désintégration d’électrons (désintégration β−) et la désintégration de positrons (désintégration β +) . Dans un réacteur nucléaire se produit en particulier la désintégration β−, car la caractéristique commune des produits de fission est un excès de neutrons ( voir Stabilité nucléaire). Un fragment de fission instable avec l’excès de neutrons subit une désintégration β−, où le neutron est converti en proton, en électron et en antineutrino d’électrons .

désintégration bêta
Désintégration bêta du noyau C-14.

Caractéristiques du rayonnement bêta

Les principales caractéristiques du rayonnement bêta sont résumées dans les points suivants:

  • Les particules bêta  sont des électrons énergétiques, elles sont relativement légères et portent une seule charge négative .
  • Leur masse est égale à la masse des électrons orbitaux avec lesquels ils interagissent et contrairement à la particule alpha, une fraction beaucoup plus importante de son énergie cinétique peut être perdue en une seule interaction.
  • Leur chemin n’est pas si simple. Les particules bêta suivent un chemin très zigzag à travers un matériau absorbant. Ce chemin de particules résultant est plus long que la pénétration linéaire (plage) dans le matériau.
  • Comme elles ont une masse très faible, les particules bêta atteignent principalement des énergies relativistes.
  • Les particules bêta diffèrent également des autres particules chargées lourdes par la fraction d’énergie perdue par processus radiatif connue sous le nom de bremsstrahlung . Par conséquent, pour les rayonnements bêta à haute énergie, les matériaux denses sont inappropriés.
  • Lorsque la particule bêta se déplace plus rapidement que la vitesse de la lumière (vitesse de phase) dans le matériau, elle génère une onde de choc de rayonnement électromagnétique connue sous le nom de rayonnement Cherenkov .
  • L’émission bêta a le spectre continu.
  • Une particule bêta de 1 MeV peut parcourir environ 3,5 mètres dans l’air.
  • En raison de la présence du bremsstrahlung,  les  matériaux à faible numéro atomique (Z) conviennent comme écrans de particules bêta.
Alpha Particle - Cloud Chamber
Particules alpha et électrons (déviés par un champ magnétique) d’une tige de thorium dans une chambre nuageuse.
Source: wikipedia.org
Bremsstrahlung contre ionisation
Perte d’énergie fractionnelle par longueur de rayonnement dans le plomb en
fonction de l’énergie des électrons ou des positons. Source: http://pdg.lbl.gov/
Spectre énergétique de la désintégration bêta
La forme de cette courbe d’énergie dépend de la fraction de l’énergie de réaction (valeur Q – la quantité d’énergie libérée par la réaction) qui est transportée par l’électron ou le neutrino.

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