Découverte de la radioactivité :
- En 1896, Henri Becquerel découvre que l'uranium émet des rayonnements spontanés, ce qui initie l'étude de la radioactivité
- Marie et Pierre Curie : Ils isolent le polonium et le radium, deux éléments radioactifs. Marie Curie introduit le terme "radioactivité" en 1898. Ils reçoivent le prix Nobel en 1903 pour leurs recherches.
La Radioactivité
- Certains noyaux atomiques instables se désintègrent spontanément et émettent des rayonnements : alpha (α), bêta (β), gamma (γ).
- Éléments radioactifs naturels : Uranium-238, Potassium-40, Carbone-14.
Applications de la Radioactivité
- En physique : Permet de comprendre la structure de l'atome.
- En médecine : Utilisation en radiothérapie, radiobiologie et imagerie médicale.
- En géologie et archéologie : Datation des roches et artefacts avec le carbone-14.
- Dans l'industrie : Stérilisation des aliments, production d'électricité nucléaire, contrôle qualité.
Risques de la Radioactivité
- L'exposition à des rayonnements à haute dose peut provoquer des cancers, des mutations génétiques, des leucémies.
- Marie Curie et Irène Joliot-Curie : Décédées de leucémie à cause de leur exposition aux rayonnements.
Conclusion
La radioactivité a permis une avancée majeure en science, avec des applications importantes, tout en mettant en évidence la nécessité de maîtriser les risques liés aux rayonnements
Le Carbone 14 et sa Désintégration
- Le carbone 14 est un isotope radioactif formé dans l'atmosphère par des rayons cosmiques frappant l'azote.
- Il est absorbé par les plantes et les animaux, intégrant ainsi du carbone 14 dans leurs tissus.
- À la mort de l'organisme, il cesse d'absorber du carbone 14, et ce dernier commence à se désintégrer en azote 14 stable.
Principe de la Datation
- Demi-vie du carbone 14 : environ 5 730 ans. Cela signifie que la moitié des atomes d'un échantillon se désintègrent en 5 730 ans.
- En mesurant la quantité de carbone 14 restant, on peut estimer l'âge de l'échantillon.
- C'est lors de la mort d'un organisme que le nombres d'atomes commences a diminuer dans un organisme
Applications de la Datation
Utilisée pour dater des objets organiques comme :
- Les restes humains et animaux (ossements, peau, cheveux).
- Les matériaux végétaux (bois, graines, fruits).
- Les objets fabriqués à partir de matériaux organiques (parchemin, tissus, poteries).
- Exemple : Datation des peintures préhistoriques de la grotte de Niaux à 13 000 ans.
L'Évolution de la Méthode
- Développée par Willard F. Libby dans les années 1940, il reçoit le prix Nobel en 1960.
- Les premières méthodes nécessitaient de grandes quantités de matière, mais aujourd'hui, des échantillons plus petits (à partir de 1 mg) peuvent être datés avec une précision accrue.
- Limite : au-delà de 50 000 ans, la quantité de carbone 14 restant devient trop faible pour une mesure précise.
La Décroissance Radioactive et la Demi-Vie
- La décroissance radioactive est un processus où les noyaux instables se désintègrent de manière régulière, réduisant leur nombre à chaque demi-vie.
- La courbe de décroissance montre la diminution régulière de la quantité de carbone 14 dans un échantillon au fil du temps.
- Le temps de demi-vie est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initialement présents se sont désintégrés
Exemple de Calcul : La Datation d'un Charbon de Bois
- Pour dater un fragment de charbon de bois, les scientifiques mesurent la quantité de carbone 14 restant et comparent cette quantité avec celle d'un organisme vivant, utilisant la demi-vie pour calculer l'âge de l'échantillon.
Conclusion
La datation au carbone 14 est une méthode clé pour les archéologues et chercheurs. Bien qu'elle soit limitée aux objets âgés de moins de 50 000 ans, elle reste essentielle pour étudier l'histoire de la Terre et des civilisations humaines.
