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 Produits de fission, désintégrations et filiations

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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 15:03

Merci pour votre réponse détaillée, Jansson-Guilcher. J'ai encore une autre question à ce sujet, si vous permettez. Y a-t-il par ailleurs une nocivité particulière aux produits relargués par des centrales nucléaires, en dehors de leur radioactivité, en comparaison de l'uranium ou du thorium, en bref, parce que les uns seraient naturels et les autres artificiels, fabriqués (ou modifiés) par l'action de l'homme ? Bien sûr, je pense au plutonium, qui est un poison (en plus d'être extrêmement radioactif), et qui n'existe pas à l'état naturel, je crois. Mais par exemple, l'iode produite par un réacteur nucléaire est-elle la même que celle qu'on trouve dans la mer ? Pourrait-on, si elle était débarrassée de sa radioactivité, l'utiliser comme l'autre, la naturelle ?
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 16:12

Je ne comprends pas bien la question mais ...
Il existe 37 isotopes connus de l'Iode. Ils sont tous radioactifs sauf le 127 (c'est d'ailleurs, pour cette raison, le seul utilisable dans les comprimés destinés à saturer la thyroïde).
Ils ont donc tous, à divers degrés, plus ou moins, les mêmes effets sur l'organisme.
Certains isotopes sont courants comme les 123 ou 125 qui sont utilisés en médecine, d'autres plus rares ou très rares comme le 129.
Certains ne sont présents que temporairement dans certaines conditions comme le 131, lors d'une fusion nucléaire.

Pour le reste, je ne suis pas médecin mais tous les métaux lourds, l'Iode y compris, sont nocifs qu'ils soient ou non radioactifs dès lors qu'ils sont en excès.
Simplement, dans la mer, la concentration est trop faible pour être dangereuse.

C'est pour l'une et l'autre de ces raisons (radiotoxique et toxique), que la production d'Iode est classée "secret" (ou au moins confidentiel) par la plupart des pays.
On sait par contre que le Japon est de loin le plus gros producteur au monde avec près de 40% de la production mondiale.
Comme on estime celle-ci à environ à 25.000 tonnes par an, on peut en déduire que le Japon doit en produire environ 10.000 tonnes mais on ne sait pas qui et combien fabrique les 60% restant avec exactitude.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 17:08

Je plussoie Jansson-Guilcher.
L'iode n'est utilisée que par un seul de nos organes : la thyroïde pour la sécrétion des hormones de croissance (c'est pour cela que la thyroïde des enfants est particulièrement touchée).
Mais les cachets d'iode stable ne doivent pas être pris à la légère et sans consigne : une grande quantité d'iode n'est pas bonne pour la santé.
les cachets d'iode stable servent donc à éviter un désagrément encore superieur : l'iode 131.

Les atomes lourds sont absents ou rares de la nature et ne sont presque jamais utilisés par notre corps.
Beaucoup ont donc un effet toxique en plus de leur émission radioactive.
Par exemple, l'uranium inhalé a un effet en plus du rayonnement alpha.

Espérant répondre en partie,
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 19:57

Il y a quelque chose que je ne comprends pas, et qui sans doute rend ma question peu claire. Ces produits de fission disparaissent donc complètement, comme s'ils n'avaient jamais existé, une fois leur radioactivité éteinte ? Par exemple, le Césium 137 qui est sorti de la centrale de Fukushima à l'état solide, au terme de ses demi-vies, meurt-il comme le laisse supposer l'expression "demi-vie" ? Ou bien, est-ce que ces produits de fission deviennent "stables" ? Par exemple, je lis sur Wikipédia que le strontium se substitue au calcium dans les os, ce qui provoque des troubles osseux. Il me semble avoir entendu dans un documentaire diffusé sur Arte à propos de la vie animale dans la région de Tchernobyl, que certains animaux (de la famille des rats) avaient pu survivre et se reproduire tout en ayant substitué un produit de fission (vraisemblablement du strontium) au calcium utilisé naturellement par l'organisme. Une fois sa vie radioactive terminée, ce strontium disparaît-il ou pénètre-t-il dans la chaîne alimentaire, et est-ce en quantité suffisante pour modifier l'équilibre vital des organismes ?
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 21:33

Je ne suis pas sûr de comprendre ta question. Mes excuses si je répond à côté.

1/ Le césium 137 ne meurt pas. Les produits radioactifs se transforment :
un noyau instable se désintègre en émettant un rayon.
Les trois termes que j'ai mis en gras correspondent aux trois facettes d'une même chose.
Le mot 'désintegration' indique que le césium a perdu son intégrité. La différence est emportée par le rayon (radius en latin). Un noyau qui se désintègre est donc radio-actif.
2/ Que devient le césium 137 ? Sa composition a changé, donc son nom aussi : c'est désormais du baryum 137.
3/ On ne sait pas prédire à quel moment un noyau de césium va se désintégrer. C'est aléatoire.
Par contre, si on a un grand nombre de noyaux de césium, on peut estimer le temps à attendre pour que la moitié disparaisse. On a utilisé le terme trompeur de demi-vie, période physique est plus juste.
Au bout d'une demi-vie, les noyaux de césium ne sont pas a moitié morts. Une moitié d'entre eux sont encore du césium 137, l'autre moitié s'est déjà transformé (désintégré) en baryum 137.
4/ La radioactivité correspond au rayon qui est émis lors de la désintégration.
Si le noyau résultat de la transformation, ici le baryum137, n'est pas stable, on a une nouvelle transformation. Cela peut durer plusieurs fois mais on finit toujours par tomber sur un noyau stable et il n'y a plus de transformation.

Ça va dans le sens de ta question ?
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Dim 14 Aoû 2011 - 23:00

baldaquin a écrit:
Ça va dans le sens de ta question ?
Oui merci, je comprends mieux. Donc un produit de fission finit par se désintégrer en un autre élément chimique. Ce qui est étonnant, c'est que ce baryum non radioactif a été fabriqué par les réactions nucléaires à partir de l'uranium, et qu'il est identique au baryum qu'on trouve dans la nature ? On peut donc fabriquer des métaux à partir d'uranium ? Mais pas de l'or ? Smile Enfin quand même, on dirait un peu de l'alchimie. Smile

La désintégration de ces produits dans le cas d'un accident nucléaire peut donc constituer une autre source de pollution. Minime dans le cas du césium -> baryum, mais peut-être pas pour d'autres métaux (je viens de regarder avec le plutonium -> américium, qui a l'air très toxique), ce qui disperserait pour très longtemps dans la nature des métaux particulièrement nocifs et qu'on ne trouvait avant l'ère nucléaire qu'à l'état de traces infimes (pour certains d'entre eux). Est-ce inquiétant par exemple dans le cas de Fukushima ? Pourrait-on retrouver de l'américium dans la chaîne alimentaire ?
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 8:44

Bonjour liber,
Sincèrement ravi que cela puisse t'aider.

1/ Oui, le baryum issu de la désintégration est identique à tous les autre baryum. Seules deux petites nuances :
- le césium 137 ne conduit qu'à du baryum 137, alors que dans la nature il existe du baryum 137, 138, 136, 135, 134.
- la transformation du césium 137 en baryum 137 passe souvent par un état intermédiaire, dit métastable, et noté Ba-137m. Cet état a une période physique de 2,5 minutes, l'état métastable ne dure pas et on obtient du baryum 137 identique en tout point à celui naturel.

2/ Eh oui c'est de l'alchimie ! Very Happy Plus exactement de la transmutation : transformation d'un élément en un autre. Et les désintégrations des éléments les plus lourds aboutisssent souvent à un métal : le plomb.

3/ On peut fabriquer de l'or, mais le coût de la fabrication est supérieur au prix de l'or. J'ai dans mes déchets radioactifs de l'argent radioactif dont je ne peux malheureusement rien faire. Wink

4/On fabrique par contre des noyaux qui n'existent pas dans la nature mais sont très utiles : le technétium 99m pour les images de médecine nucléaire, par exemple.

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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 9:00

(désole pour le double post, je n'ai pas trouvé comment naviguer dans la rédaction de long post sur les i-Machin)

5/ Effectivement il y a des filiations : un produit radioactif se désintègre parfois en un produit qui n'est pas encore stable, et qui se désintègrera à son tout en émettant un rayon.
Tu as raison :
- ce n'est pas le cas du baryum 137.
- c'est bien le cas de l'uranium, qui se désintègre en thorium, qui se désintègre en radium, qui se désintègre en radon, qui se désintègre en polonium, qui se désintègre en plomb. (version simplifiée).

6/ Pour le plutonium et l'américium, je préfère attendre la réponse d'un klown plus qualifiée que moi.
Je sais qu'on peut fabriquer de l'américium avec le plutonium, mais je ne connais pas toutes les réactions et je ne sais pas où se fixe l'américium dans les plantes et animaux, je ne connais donc pas l'impact sur la chaîne alimentaire.

PS :
- tu trouveras des documents d'explications sur les désintégrations sur le site du Cirkus
- si toi et les midis sont d'accord, on peut déplacer cet échange dans un nouveau topic, pour laisser ce fil se concentrer sur les informations.

Bon lundi férié à tous !
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deedoff
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 9:05

@liber:

Tu trouvera ici une animation sur les isotopes à l'onglet "Le noyau".
En faisant varier le nombre de neutron ou de proton d'un atome tu verra si l'élément est instable (radioactif) ou stable (non-radioactif).
Smile
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http://cartoandco.eklablog.com/
deedoff
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 9:16

Pour le plutonium et l'américium, l'IRSN a fait des fiches trés renseignées:
- L'ensemble des fiches
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http://cartoandco.eklablog.com/
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 9:28

Il ne faut pas voir que le plan radiotoxique. Le 137Bm n'est pas moins dangereux que le 137Cs. Au contraire, j'aurais envie de dire !

Le Baryum n'existe pas à l'état naturel et heureusement !
Dans la nature, on trouve des oxydes de baryum mais pas de baryum natif.

Par contre, dans la désintégration du 137cs en 137Bm puis méta, il est bien évident que l'élément est (sera) natif.

Or, le baryum réagit très vite avec H2O pour donner de la baryte, très toxique et chimiquement instable (réaction explosive avec les acides).

Si ces dernières réactions ne sont pas à craindre car il n'existera pas de concentrations suffisantes de 137Cs pour donner une masse suffisante de baryte pour devenir explosive, il existera par contre autant de molécules d'hydroxyde de baryum, très toxique pour l'environnement (et l'humain en bout de chaîne) que de molécules de Baryum produite (car de l'eau sera forcément rencontrée).

Autrement dit, le 137Bm est stable mais en définitive bien plus délétère sur le long terme que le 137Cs !
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 9:52

rectification :
...que de molécules de Baryum produit...
que d'atomes de Baryum.... bien sûr !

Décidément, il faut que j'apprenne à relire avant de cliquer sur envoyer !
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MessageSujet: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 10:03

Merci pour toutes vos précisions, et désolé pour avoir dérivé du sujet initial. Wink

En lisant les fiches de l'IRSN, je vois qu'effectivement, comme dit plus haut par Jansson, beaucoup de radio éléments proviennent de sources naturelles, notamment le polonium, qui est jugé dangereux. Je ne pensais pas une telle "contamination" possible (à part le radon), en dehors de l'industrie nucléaire civile et militaire. Or je lis qu'il y aurait du polonium jusque dans le tabac (à cause des engrais) ou par les émissions de centrales à charbon, donc sans rapport avec l'industrie nucléaire.

Jansson-Guilcher a écrit:
Il ne faut pas voir que le plan radiotoxique. Le 137Bm n'est pas moins dangereux que le 137Cs. Au contraire, j'aurais envie de dire !
[...]

Autrement dit, le 137Bm est stable mais en définitive bien plus délétère sur le long terme que le 137Cs !
Voilà, c'est ce point que je souhaitais éclaircir, la toxicité de ces rejets post accidents nucléaires en dehors de leur radioactivité, compte tenu du fait que certains radio éléments ont une "durée de vie" assez courte par rapport à la vie humaine.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 19:57

Bonsoir
Juste un petit truc vite fait au passage :
le symbole chimique du baryum c'est Ba !
Quand à la toxicité en fonction de la période (excusez-moi mais je préfère ça à demie-vie) on en reparlera dans un autre post. Exemple fluor-18 (période 110 minutes) ou polonium-210 (période 140 jours) en fonction des types d'exposition.
KLOUG
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Lun 15 Aoû 2011 - 23:29

Merci Deedof pour la petite animation avec les atomes...
sympa.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Mar 16 Aoû 2011 - 8:22

Hum, reprécisons...

Toutes les réactions précitées sont nucléaires, cela veut dire que ça se passe au niveau des noyaux. Le détriment des rayonnements est souvent appelée radiotoxicité.
Les réactions chimiques se passent au niveaux des électrons des atomes.
La toxicité chimique dépend donc de la molécule dans laquelle est intégrée l'élément. Dans le corps humain, la molécule va influer sur les endroits et les réactions possibles.

Par exemple, le fluor seul a tendance à se fixer sur les os, le fluor intégré à un glucose va suivre le glucose et se fixer sur les cellules qui fonctionnent à plein régime.
Avec le fluor 18, on va utiliser la première forme (18F-) pour une image des os et la seconde (18FDG) pour une image des métastases.

Les noyaux de baryum existent bien.
C'est l'atome baryum seul qu'on ne trouve pas dans la nature : on le trouve toujours combiné avec d'aures atomes.
C'est d'ailleurs le cas de beaucoup d'éléments, ce qui a ralenti leur découverte.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Mar 16 Aoû 2011 - 9:47

Il est donc possible que le produit radiotoxique se combine avec d'autres éléments (d'origine naturelle ou non) pour aller se fixer dans des endroits du corps qu'on n'avait pas prévu ? J'avais vu un documentaire (Arte) qui parlait des recherches d'un médecin en Biélorussie, en bref, on sous-estimait selon lui les possibilités des produits de fission d'aller se loger dans des endroits du corps inattendus.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Mar 16 Aoû 2011 - 12:13

Bonjour liber,

Possible en effet, mais hautement spéculatif (on ne sait pas quels seront les éléments auxquels ils seront confrontés et le métabolisme peut varier d'une personne à une autre).

Je n'ai aucune info dans le domaine des produits de fission*, mais on a déjà eu des cas de ce type en médecine nucléaire.
Vu les très faibles activités utilisées en scintigraphie, aucune conséquence autre qu'une modification de l'image réalisée.
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MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Mar 16 Aoû 2011 - 14:36

Ce médecin après de longues études sur des malades biélorusses montrait que ces produits circulaient dans l'organisme beaucoup plus qu'on ne le pensait, et beaucoup plus vite, et que cela changeait selon que c'étaient des enfants ou des adultes. Certains organes pouvaient être beaucoup plus affectés que d'autres de façon soudaine. Désolé d'être aussi vague. Ce reportage a été diffusé peu après la catastrophe de Fukushima.
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Fils de Poulain
Funambule
Funambule



MessageSujet: Re: Produits de fission, désintégrations et filiations   Ven 26 Aoû 2011 - 19:45

Citation :
Par exemple, je lis sur Wikipédia que le strontium se substitue au calcium dans les os, ce qui provoque des troubles osseux.

Si j'ai bien compris, le calcium et le strontium ont à peu près la même nature chimique. Dans le cas d'enfants en croissance, le corps absorbe le strontium qui va se fixer dans la structure osseuse, le prenant pour du calcium.
Malheureusement, les propriétés mécaniques sont différentes, Ainsi, chaque fois que du strontium s'installe en lieu et place du calcium, la structure osseuse s’affaiblie ce qui peut provoquer une fracture de l'os.
On peut considérer que ces enfants souffre d'ostéoporose...
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Produits de fission, désintégrations et filiations
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