Une substance radioactive est une substance en cours de désintégration radioactive. C’est à ce moment-là que le noyau de l’atome est instable et qu’il émet donc de l’énergie ionisante. Cela lui permet d’atteindre un état d’énergie inférieur et de se transformer.
L’idée de savoir quelle substance est la plus radioactive est quelque peu problématique en soi, car nous devons nous demander ce que nous entendons réellement par la plus radioactive. Il existe trois principaux types de rayonnements ionisants : alpha, bêta et gamma. Ceux-ci sont nommés pour les différentes particules qu’une substance radioactive peut envoyer. Une particule alpha se compose de deux protons liés ensemble avec deux neutrons pour faire quelque chose qui est le même que le noyau d’hélium. Une particule bêta est soit un positron, soit un électron. Et les rayons gamma sont des protons de haute énergie, avec une énergie supérieure à 100 keV. Il existe également d’autres types de rayonnement, mais ces trois-là constituent l’essentiel du rayonnement observable.
Les dangers de ces formes de rayonnement, qui influent sur la façon dont nous pensons quel élément est le plus radioactif, sont à bien des égards influencés par la facilité avec laquelle ils sont à protéger. Les particules alpha, par exemple, rebondiront sur pratiquement tout, même une fine feuille de papier ou de la peau. Les rayons bêta pénètrent les blindages les plus élémentaires, mais peuvent être arrêtés par quelque chose comme l’aluminium. Les rayons gamma, en revanche, pénètrent presque tout, c’est pourquoi un blindage en plomb lourd est souvent utilisé dans les situations où des rayons gamma peuvent être libérés.
Lorsqu’un élément radioactif se transforme, il peut subir diverses formes de désintégration en cours de route. Par exemple, l’uranium-238 libère une particule alpha pour se transformer en thorium-234, qui à son tour libère une particule bêta pour se transformer en protactinium-234. Ainsi, une seule substance peut en fait se transformer en de nombreuses substances radioactives différentes au cours de son cycle de vie et, ce faisant, peut libérer différents types d’énergie radioactive.
Le moyen le plus simple d’évaluer quelle substance est la plus radioactive est peut-être d’examiner les demi-vies. La demi-vie d’un élément est le temps qu’il faut pour que l’élément se désintègre à la moitié de sa taille d’origine. Les éléments avec des demi-vies extrêmement longues peuvent en fait sembler stables, car il leur faut tellement de temps pour libérer de l’énergie sous forme de désintégration radioactive. Ces éléments à vie longue, comme le bismuth par exemple, peuvent être traités comme essentiellement non radioactifs, et sont donc très loin d’être les plus radioactifs. De même, des éléments tels que le radium ont des demi-vies bien supérieures à 500 ans et ne sont donc pas non plus en lice pour être les plus radioactifs.
Des éléments tels que le prométhium, en revanche, sont suffisamment dangereux pour ne pas être manipulés en toute sécurité, mais pas près des plus radioactifs. Au fur et à mesure que l’on descend dans le tableau périodique, on commence à trouver de plus en plus de substances radioactives, telles que le nobelium et le lawrencium. Ceux-ci ont des demi-vies de quelques minutes et sont assez radioactifs.
Cependant, pour trouver les substances les plus radioactives, nous devons aller jusqu’aux extrémités du tableau périodique, aux éléments jamais vus seulement après avoir été créés par l’homme. Des éléments comme l’unbibium en bout de table, ou l’ununpentium, sont parmi les plus radioactifs connus de l’homme. Ununpentium-287, par exemple, a une demi-vie de seulement 32 ms. Cela peut être comparé à des éléments tels que le plutonium-239, qui a une demi-vie de plus de 200 ans, et donc bien qu’assez toxique, est loin d’être aussi radioactif que les éléments plus lourds. Bien que souvent appelé la substance la plus radioactive sur terre, le plutonium est en fait assez apprivoisé par rapport à l’ununpentium, l’ununtrium, l’ununoctium et bien d’autres récemment créés.