Les radionucléides primaires sont des radionucléides trouvés sur Terre qui ont existé sous leur forme actuelle avant la formation de la Terre. Les radionucléides primordiaux sont des résidus du Big Bang, de sources cosmogéniques et d’anciennes explosions de supernova qui se sont produites avant la formation du système solaire. Le bismuth, le thorium , l’ uranium et le plutonium sont des radionucléides primordiaux car ils ont une demi-vie suffisamment longue pour être encore trouvés sur Terre. Le potassium-40 appartient également aux nucléides primordiaux.
Lorsque la Terre s’est formée, un certain nombre d’éléments radioactifs se sont formés. Après les quatre milliards d’années, tous les isotopes à durée de vie plus courte se sont dégradés. Mais certains de ces isotopes ont des demi-vies très longues, des milliards d’années, et sont toujours présents. Ces radionucléides sont appelés radionucléides primordiaux et contribuent à la dose annuelle d’un individu. Étant donné que la plupart des isotopes radioactifs naturels sont lourds, plus d’une désintégration est nécessaire avant qu’un atome stable soit atteint. Cette séquence de noyaux atomiques instables et leurs modes de désintégration , qui conduit à un noyau stable, est connue sous le nom de série radioactive .
Noyau de la Terre liquide
Les trois isotopes naturels de l’ uranium ( 238 U, 235 U et 234 U) et les isotopes naturels du thorium ont une demi-vie très longue (par exemple 4,47 × 10 9 ans pour 238 U). En raison de cette très longue demi-vie, l’uranium et le thorium sont faiblement radioactifs et contribuent à de faibles niveaux de rayonnement de fond naturel dans l’environnement. Ces isotopes sont alpha radioactifs (émettant des particules alpha ), mais ils peuvent également rarement subir une fission spontanée .
Tous les isotopes naturels appartiennent aux nucléides primordiaux , car leur demi-vie est comparable à l’âge de la Terre (~ 4,54 × 10 9 ans). L’uranium possède la deuxième masse atomique la plus élevée de ces nucléides primordiaux, plus léger que le plutonium . De plus, la chaleur de désintégration de l’uranium et du thorium et de leurs produits de désintégration (par exemple le radon, le radium, etc.) contribue au réchauffement du cœur de la Terre. Avec le potassium-40 dans le manteau terrestre, on pense que ces éléments sont la principale source de chaleur qui maintient le liquide central de la Terre.
