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<onlyinclude>La '''désintégration gamma''' est un type de désintégration radioactive qu'un noyau peut subir. Ce qui distingue ce type de désintégration de la [[désintégration alpha]] ou de la [[désintégration bêta]], c'est qu'aucune particule n'est éjectée du noyau lorsqu'il subit ce type de désintégration. Au lieu de cela, une forme de haute énergie de [[rayonnement électromagnétique]] - un [[photon]] de rayon gamma - est libérée.</onlyinclude> Les rayons gamma sont simplement des photons dont l'énergie est extrêmement élevée et qui sont hautement [[ionisation|ionisants]].<ref name=EPA /> De plus, le rayonnement gamma est unique dans le sens où le fait de subir une désintégration gamma ne change pas la structure ou la composition de l'[[atome]]. Au contraire, il ne modifie que l'énergie de l'atome puisque le rayon gamma ne porte aucune [[charge]] et n'a pas de [[masse]] associée.

[[File:rayon pen.png|400px|framed|center|Figure 1. Différents niveaux de pénétration des différents produits de désintégration, le gamma étant l'un des plus pénétrants.<ref>Chubu Electric Power. (May 26, 2015). ''Characteristics of radiation and radioactivity'' [Online]. Available: http://hamaoka.chuden.jp/english/radioactivity/aspect.html</ref><ref name=pic>''Created internally by a member of the Energy Educaation team''.</ref>]]

Pour qu'un noyau puisse subir une désintégration gamma, il doit se trouver dans une sorte d'état énergétique excité. Des expériences ont montré que les protons et les neutrons se trouvent dans des états discrets d'[[énergie]] à l'intérieur du noyau, pas très différents des états excités que les [[électron]]s peuvent occuper dans les atomes.<ref name="RE1"/> Ainsi, si un [[proton]] ou un [[neutron]] à l'intérieur du noyau passe à un état excité - généralement à la suite d'une désintégration alpha ou bêta - le nouveau noyau fils doit, d'une manière ou d'une autre, libérer de l'énergie pour permettre au proton ou au neutron de revenir à l'état fondamental. Lorsque le [[nucléon]] effectue cette transition d'un état de haute énergie à un état de basse énergie, un photon gamma est émis. L'équation générale qui représente ce processus est la suivante :

<center><math>A^* \rightarrow A + \gamma</math></center>

où :
* <math>A^*</math> est l'atome excité
* <math>A</math> est un état neutre de l'atome excité initial
* <math>\gamma</math> est le photon du rayon gamma libéré

[[File:gamma.png|400px|framed|center|Figure 2. Diagramme montrant la désintégration gamma d'un noyau.<ref name=pic>''Created internally by a member of the Energy Education team.</ref>]]

Il est important de savoir qu'un atome subit un [[rayonnement]] gamma, mais il est également possible de déterminer la [[fréquence]] du rayonnement gamma émis si l'on connaît les états initial et final du nucléon à l'intérieur du noyau. L'équation représentant la fréquence du rayonnement gamma est la suivante :<ref name="RE1">Physics Handbook. (May 14, 2015). ''Gamma Decay'' [Online]. Available: http://www.physicshandbook.com/topic/topicg/gamma.htm</ref>

<center><math>E_i - E_f = hf </math></center>

où :
* <math>E_i</math> est l'état initial, de plus haute énergie, du nucléon
* <math>E_f</math> est l'état final, de plus basse énergie, du nucléon
* <math>h</math> est la [[constante de Planck]]
* <math>f</math> est la fréquence du rayonnement émis

Outre les noyaux radioactifs, il existe de nombreux objets dans l'espace qui émettent des niveaux élevés de rayonnement gamma.

==Applications et importance==
Les rayons gamma peuvent parfois être nocifs en raison du fait qu'ils sont généralement de très haute énergie et pénètrent donc très facilement la matière. Comme ils pénètrent si facilement, ils font partie des rayonnements les plus utiles à des fins médicales.<ref>HyperPhysics. (May 14, 2015). ''Radioactivity'' [Online]. Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/radact2.html#c1</ref>

Certains des émetteurs gamma les plus utilisés sont le cobalt-60, le césium-137 et le technétium-99m. Le césium est largement utilisé en radiothérapie - le traitement du cancer à l'aide de rayons gamma - ainsi que pour mesurer la densité du sol sur les chantiers de construction et pour étudier les [[section transversale de la Terre|couches de la Terre]] souterraine dans les puits de [[pétrole]]. Le cobalt est utilisé pour stériliser les équipements médicaux et irradier les aliments, tuant ainsi les bactéries et pasteurisant les aliments. Le technétium-99m (qui a une demi-vie plus courte que le technétium-99) est le plus utilisé pour les tests médicaux de diagnostic visant à étudier le cerveau, les os et les organes internes. De même, l'exposition aux rayons gamma peut améliorer la durabilité du bois et des plastiques, et est donc utilisée pour renforcer les revêtements de sol dans les zones à fort trafic.<ref name=EPA>US EPA. (May 14, 2015). ''Gamma Rays'' [Online]. Available: http://www.epa.gov/radiation/understand/gamma.html#use</ref>

En outre, l'[[uranium|uranium-238]] et l'uranium-235 qui sont utilisés dans le combustible des centrales nucléaires - subissent des désintégrations alpha et gamma lors de leur utilisation. Immédiatement après le processus de fission, des rayons gamma sont libérés, ce qui entraîne des niveaux élevés de rayonnement présents autour du réacteur. Toutefois, des mesures de sécurité sont en place pour garantir que les travailleurs ne s'approchent pas assez près de cette zone radioactive pour être affectés.<ref>Nuclear Regulatory Commission. (May 14, 2015). ''Radiation Sources at Nuclear Plants'' [Online]. Available: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/teachers/07.pdf</ref>

==Références==
{{reflist}}

Désintégration gamma - Historique des versions

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