Les désintégrations du noyau

L’énergie nucléaire

Notation

Symbole chimique

Nombre de masse (nombre de nucléons)

Nombre atomique (nombre de protons)

Concepts fondamentaux 1

Interaction nucléaire forte

Répulsion électrique des protons

Source des images : http://www.laradioactivite.com/fr/site/pages/Forces_Nucleaires.htm

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Concepts fondamentaux 2

Les protons et neutrons ne sont pas des particules « fondamentales ». Ils sont composés de quarks et d’antiquarks, et ils peuvent se décomposer.

« Quark structure proton » par Arpad Horvath — Travail personnel. Sous licence CC BY-SA 2.5

Concepts fondamentaux 3

Pour chaque particule, il existe son antiparticule!

Exemple :

​

Particule : électron

Charge : -1

# de masse : 0

​

​

​

Antiparticule : positron

Charge : +1

# de masse : 0

Isotopes

• Les différentes formes d’un même élément (Z est constante), comportant chacune un différent nombre de neutrons

Exemple : les isotopes de l’hydrogène

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L’équivalence masse-énergie

Lois de conservation mise à jour

On peut maintenant raffiner les lois de conservation que vous connaissez déjà en physique et en chimie :

​

1. Masse-énergie (m+E) = constante
2. Nombre de masse (A) = constante
3. Charge (Z) = constante

Quelques applications

• Brachythérapie = traitement du cancer avec des grains radioactifs : le rayonnement bêta tue les cellules voisines
• Détecteurs de fumée = rayonnement alpha ionise l’air sur une courte distance et génère un courant. La fumée bloque le processus et coupe le courant, sonnant l’alarme.

Autres processus nucléaires

• Fission spontanée (naturelle) = un grand noyau instable se sépare en deux noyaux plus légers
• Fission provoquée (centrales nucléaires, bombes) = on introduit un neutron pour déstabiliser un grand noyau, qui se sépare en deux noyaux plus légers
• Fusion (étoiles) = à très haute température, 4 noyaux d’hydrogène interagissent pour créer de l’hélium

L’essentiel à retenir

• Les éléments ne sont pas permanents; les processus nucléaires (désintégrations, fusions) les changent
• Chaque particule a une antiparticule
• La masse a une équivalence énergétique
• La masse-énergie, le nombre de masse et la charge se conservent
• Les processus nucléaires sont utilisés dans plusieurs applications courantes