La radioactivité est la propriété que possèdent certains atomes de se transformer spontanément par désintégration en d'autres éléments en émettant de l'énergie sous forme de rayonnements. On appelle "radiation" l'énergie émise. Les atomes possédant une telle propriété sont appelés "radioéléments" ou encore "radionucléides".
On distingue généralement les radioéléments "naturels", comme le potassium 40 et l'uranium 238, existants dans la nature, des radioéléments "artificiels", produits par l'activité humaine (laboratoires, centrales nucléaires...), comme le césium 137 et l'iode 131.
On distingue généralement trois types de rayonnements :
Le rayonnement alpha
Se traduit par l'émission d'une particule alpha, c'est-à-dire un noyau d'hélium, édifice particulièrement stable constitué de 2 protons et 2 neutrons. Le rayonnement alpha est très nocif pour la santé mais peu pénétrant. Une feuille de papier suffit à l'arrêter.
Le rayonnement bêta
Correspond à la transformation dans le noyau, soit d'un neutron en proton (radioactivité bêta-), soit d'un proton en neutron (radioactivité Bêta+). Le rayonnement bêta est plus pénétrant que le rayonnement alpha mais moins nocif pour les organismes. Le rayonnement bêta ne parcourt que quelques mètres dans l'air et est arrêté par une feuille d'aluminium.
Le rayonnement gamma
A la différence des deux précédentes, il n'est pas liée à la transmutation du noyau. Elle se traduit par l'émission d'un rayonnement électromagnétique comme la lumière visible ou les rayons X, mais plus énergétique. La radioactivité gamma peut se manifester seule ou accompagner la radioactivité alpha ou bêta. Le rayonnement gamma est le plus pénétrant des trois rayonnements. Il peut parcourir des centaines de mètres dans l'air. Une forte épaisseur de béton ou de plomb l'arrête.
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Ces rayonnements, ou l'énergie qui les accompagne, sont susceptibles d'entrer en interaction avec la matière qu'ils traversent et de provoquer des changements au niveau de la structure atomique du milieu traversé, essentiellement par le biais de phénomènes d'ionisation (production d'ions par modification du nombre d'électrons d'un atome). C'est la raison pour laquelle on parle de rayonnements ionisants.
Les installations nucléaires sont soumises à un contrôle strict de la part des pouvoirs publics dans la mesure où elles mettent en jeu des rayonnements ionisants, potentiellement dangereux pour la santé et l'environnement. Les rayonnements ionisants ont un effet sur l'organisme, donc la santé, par l'un des deux mécanismes suivants : la voie directe, et la voie indirecte. Le premier se réfère aux actions des rayonnements directement sur les cellules du corps, et le second aux actions des rayonnements sur l'eau du corps (production de radicaux libres par radiolyse de l'eau puis attaque des cellules du corps par ces radicaux libres). Les spécialistes estiment que la voie directe est prépondérante.