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 La légende de la filiation Césium-Baryum 137m

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Gluonmou
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MessageSujet: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 11:58

Bonjour,

Un vieux post réactivé hier parle de la « filiation Césium137-Baryum 137 » , d’équilibre et autres. Sans rentrer dans l’aspect cinétique de la chose, je voudrais en profiter pour évoquer ce que j’appelle la légende de la filiation Césium-baryum :

Vers 9h30 du matin, pendant votre premier café de la journée, vous papotez tranquillement avec votre collègue, et vous évoquez le 59 KeV émis par l’Américium 241, puis le 1173 keV émis par le Cobalt 60.Votre collègue vous regarde avec ses yeux vitreux qui font son charme habituel, tout en opinant mollement du chef et en touillant tranquillement son café (ce qui prouve la puissance du cerveau humain capable de générer inconsciemment 2 mouvements indépendants de natures différentes : une oscillation antéro-postérieure de la tête et un mouvement circulaire de la main) ;
Puis vous évoquez le 661 keV émis par le Césium 137, et là, soudainement, votre collègue se fige, son regard s’éclaire, et il vous dit d’une voix ferme :

« Ah, mais attention, le 661 keV c’est pas pareil : Il n’est pas émis par le Césium 137, mais par son fils, le baryum 137(m) !! »

Vous lui répondez alors : « D’accord, mais on s’en tape. C’est pareil pour l’Amér… »

Mais là, il a un geste brusque, se renverse le café sur la chemise sans même ressentir la moindre brûlure, et s’en va , agitant les bras au dessus de la tête en hurlant : « Le 661 keV est émis par le baryum , le 661 keV est émis par le baryum … »

Vous ne le revîtes jamais. Il parait qu’il existe dans le petit village de Caleta Tortel, en Patagonie, un gringo un peu ermite surnommé Baryo treinta de septiembre ciento. geek

Que vouliez –vous dire avant qu’il ne vous coupe la parole ?:

« D’accord, mais on s’en tape. C’est pareil pour l’Américium 241 : le 59 keV est émis par le noyau fils Neptunium 237, et pour le 1173 keV du Cobalt, il est émis par le noyau fils de Nickel 60, et cela est valable pour toutes les désintégrations : les photons gamma sont émis par les noyaux fils produits dans un état excité. ».

Alors pourquoi en faire toute une caisse à propos du Césium 137 ?

Parce que le niveau excité à 661 keV a une durée de vie extrêmement grande par rapport à la plupart des niveaux excités. La durée de vie « habituelle » des niveaux excités se situe plutôt dans la gamme des pico ou des nanosecondes, ce qui à notre échelle de temps humaine, nous parait instantané, et peut donner l’illusion que le photon est émis directement par le noyau père.

Le niveau excité à 661 keV du baryum 137 a une durée de vie moyenne égale à 3,6 mn, soit une période de l’ordre de2,5 mn. Ce qui est une éternité comparée à une nanoseconde. Et surtout nous laisse le temps de séparer chimiquement l’élément baryum de l’élément Cesium et de mesurer la décroissance du niveau exicité, appelé état isomère. Ceci est réalisable avec une vache à Baryum, où ces éléments sont séparés par élution dans une résine.

Mais tout ceci n’est que relatif, et si effectivement 2 mn nous semble une éternité devant la nanoseconde, alors la nanoseconde est elle aussi un éternité devant la durée de vie du boson Z0, égale à 3E-25 seconde (soit 3 dixième de yoctoseconde affraid ).

Et pourtant fondamentalement tout ceci obéit au même schéma :le niveau excité à 59 keV du neptunium 237 est en filiation avec l’Américium 241, avec un équilibre rapidement atteint…… dans notre référentiel temps usuel.


Mais c’est ainsi. D’exemple pédagogique simple montrant une généralité, le Césium 137 est officiellement devenu l’exception. A tel point que dans certaines bases de données, si l’on ne précise pas Césium –baryum à l’équilibre, vous n’avez pas l’émission du 661 keV (voir post récent sur les LPCS).
Mais alors il faudrait préciser aussi équilibre entre Am241 et Np237 pour voir apparaitre le 59 keV. rien compris

Je conçois par contre que l’on fasse le distinguo pour les familles naturelles, où les périodes sont bien plus longues, souvent d’ordre géologique, et les ruptures d’équilibres plus conséquentes.

Ce qui est plus intéressant dans ce problème, et moins bien connu, c’est la raison pour laquelle le niveau excité du baryum est anormalement longue, sans être pour autant géologique.

Ceci est lié au spin intrinsèque des noyaux, encore appelé plus proprement moment angulaire.

L’idée, c’est qu’un noyau possède un spin, exactement comme une toupie qui tourne, et que ce spin peut varier en fonction du niveau excité du noyau
Si un noyau excité veut faire une transition vers un niveau excité plus bas, il est préférable que la différence de spin entre les deux niveaux ne soit pas trop grande. Car c’est exactement comme une toupie qui tourne :
Pourquoi ne tombe t’elle pas ?

Parce que pour chuter il faut modifier son moment cinétique (le vecteur rotation dirigé vers le haut). En l’occurrence, une toupie debout mais qui ne tourne ne pas peut chuter, parce que son spin est nul, de même que dans son état final, couchée sur le coté. Donc avant de pouvoir chuter, la toupie qui toune doit se débarrasser de son moment angulaire, ce qu'elle réalise petit à petit par frottement.

Ainsi le spin du niveau à 661 keV a un spin égal à 11/2 et l’état fondamental un spin égal à 3/2. La grande différence de spin (4) rend la transition difficile car le photon émis doit emporter cette différence de spin, ce qui n’est pas facile pour lui. Cette transition est appeléé 16-polaire magnétique (M4), alors que la plupart du temps les transitions se font avec des différences de spin de l’ordre de 1, appelé dipolaire électrique (E1).

Il existe ainsi quelques états isomères bien connus dans le nucléaire. Citons :
-Le Technetium 99 m (transition M4 à 142 keV) avec une période de 6 h, utilisé en imagerie médicale.
-L’Argent 110 m (transition M4 à 116 kev) de période 250 jours, très irradiant, produit dans les réacteurs par capture neutronique sur l’argent 109 dissous dans l’eau du primaire.

Remarque : le photon ayant un spin intrinsèque égal à 1, les transitions entre deux nivéaux de spin nul ne peut pas se faire (transition interdite). C’est le cas du niveau à 1760 keV du Zr 90, obtenu dans la désintégration de l’Yttrium 90. Cela participe au fait que malgré une (vraie) filiation, une source de Strontium-Yttrium 90 n’émet pas le moindre photon.

Et voilà, j'en ferait pas tous les jours des comme ça, promis.
Gluonmou



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Invité
Invité



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 14:56

Bonjour
Et à propos de la prise en compte ou non du radionucléide en filiation, relire la CIPR 38 même si elle date un peu.
Elle explique qu'en dessous de 10 minutes on ne tient pas compte du "fiston" et que l'on assimilé la seule activité à celle du "papa".
KLOUG
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contaminatorfou2
Contorsionniste
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MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 16:33

NON ! NON ! Gluonmou,
Tu peux en faire tous les jours des comme ça, j'adore ! study
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http://ensosp.fr
Invité
Invité



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 18:19

Bonsoir
Gluonmou a écrit:
Cela participe au fait que malgré une (vraie) filiation, une source de Strontium-Yttrium 90 n’émet pas le moindre photon.
Je suis taquin exprès Laughing :
la Monographie BIPM-5 (volume 3) donne un gamma du Zr
Gamma Transitions and Internal Conversion Coefficients
Energy P +ce Multipolarity K L T keV × 100
1760,7 keV 0,017 % d'intensité d'émission
KLOUG
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PEPEJY
Funambule
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MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 18:37

Moi aussi je veux taquiner avec le chef :

et Hop!!!





PPJ
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 19:59

Bonsoir :
Réponse à Kloug :
La transition depuis le niveau à 1706 keV se fait dans 100 % des cas par conversion interne, donc sans émission de photon.

Réponse à PPJ : mea culpa
Je n'avais pas la transition à 2186 keV dans mes données (schéma que j'aime beaucoup de l'époque LMRI )
Compte-tenu des spins, on doit avoir ici émission de photons avec un peu de conversion aussi. A vérifier, sinon c'est un vrai scoop : le Strontium-Yttryum 90 émettrait donc des photons, et pas des moindres : 2186 keV

A modérer car l'intensité d'émission est fort petite, ce qui fait quelle a été découverte récemment.

Toutefois je me dis que malgré une telle intensité, s'il y avait émissions de photons, surtout à cette énergie (faible bruit de fond en spectro gamma), on l'aurai vu avant.

A creuser, et surtout regarder non pas les intensités de transitions mais les intensités d'émission.

Bon là je me fait engueuler, il faut que je passe aux fourneaux
Gluonmou de tout s'occupe
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PEPEJY
Funambule
Funambule



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 20:26

pour faire plaisir au Softgluon, référence pour la raie 1976Gr16 tu tapas ça dans gogole et tu choisis la fiche!!!

Les trois schéma du Zr-90 :

Celui de la transition interne :



celui de l'émission béta de 3,19 h:


celui de l'émission béta de 64H



Voilà, j'ai pris des schémas complets (Les moins de 20 ans vienent de s'en prendre une contre les rosbifs!!! j'vais me faire à manger!!)

PPJ
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Invité
Invité



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 20:33

Bonsoir
C'est vrai que si le gamma de 2,19 Mev se voyait, nos anciens l'auraient signalé depuis un moment.
Donc restons dans l'idée que théoriquement il y a un petit photon potentiel kek part et que dans la pratique on a un émetteur bêta pur.
KLOUG
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Gally
Funambule
Funambule



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 20:42

Cher Pepejy,
Pour commencer je suis d'accord avec le conta : ce type d'explications claires et aisées de compréhension, fais en régulièrement . Cela finira par un recueil du type "contes et Légendes e la radioprotection" (c'est dit sans moquerie, je te ferai la préface sur le légendaire frottis atmosphérique).

Pourquoi est ce que nous autres pauvres pêcheurs de la rp opérationnelle faisons un raccourci 59 kev / Am241 et 661 keV / 137 Cs ......parce que c'est plus simple et qu'on est feignants !!
je n'en tire aucune fierté mais c'est une réalité de terrain.
Plus inquiétant encore, certains RP ne sont pas du tout intéressés par cette explication, ce qui ne les empêchera pas de faire de l'excellent travail sur leurs chantiers.

Là où je remercie le cirkus, et les gens comme toi, c'est que ce type d'explication permet au gens de niveau scientifique moyen et que ça intéresse (dont je fais partie) d'augmenter leurs connaissances.
Quelle joie de combiner les tops de la théorie avec les bons de la pratique sur un même site !

Et pour la poule et l'œuf, t'en est où ????? :
Merci Pepejy

_________________
Croit fermement en l'aristocratie d'EM Forster.
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PEPEJY
Funambule
Funambule



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 20:50

Ma chère Gally,

Je crois que cette notre cher Gluonmou que tu dois applaudir, moi je ne fais que passer quelques épices au maître-queue (Le premier qui fait de l'esprit je l'atomise ).

Mais, il faut rester pratique, donc sur le terrain on reste soft!!!

Quand à la poule ou l'oeuf, je te cause en MP, je ne voudrais pas faire de jaloux

PPJ
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Fred
Homme-canon
Homme-canon



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Mer 5 Juin 2013 - 21:20

Bonsoir,
belle explication que voilà...
Concernant la vache à Baryum, vendue sous l’appellation "générateur d'isotope", une question m'a souvent titillé : le générateur qui est une source de 137Cs, est considéré comme une source scellée ou non scellée???
Celui que je contrôle a fait l'objet une fiche de radionucléide sous forme de source non scellée (et validée par l'IRSN)

_________________
Fred :pig:
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Niko
Homme-canon
Homme-canon



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Jeu 6 Juin 2013 - 0:22

Bonsoir,
Je confirme pour l'émission du de 2.19MeV...
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http://www.rpcirkus.org/
Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Jeu 6 Juin 2013 - 7:56

Ben c'est la fin d'une autre légende : le Strontium-Yttrium 90 n'est pas un émetteur électron pur
Il émet un gamma de 2186 keV (que peu de gens auront l'occasion de voir à mon avis, la légende du photon fantôme)

"Oui, mais c'est le fils qui émet le..."

P..., il est revenu!!

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daima
Saltimbanque
Saltimbanque



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Ven 7 Juin 2013 - 7:40

C'est pour ce genre de discussion que j'aime le cirkus. Merci Gluonmou.
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frisker
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Ven 7 Juin 2013 - 12:58

Quand je vois vos messages, je suis bien content de n'avoir a m'occuper que de générateurs électriques jocolor
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PEPEJY
Funambule
Funambule



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Ven 7 Juin 2013 - 13:24

frisker a écrit:
Quand je vois vos messages, je suis bien content de n'avoir a m'occuper que de générateurs électriques jocolor

oh! mais rassure-toi, on joue aussi avec des géné-X!!! lol!

PPJ
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frisker
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Ven 7 Juin 2013 - 13:49

Nooooooonnnnnnnnn !!!!!!! affraid
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: La légende de la filiation Césium-Baryum 137m   Ven 7 Juin 2013 - 14:04

même avec la norme NF C15-160 sur les bras? study

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La légende de la filiation Césium-Baryum 137m
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