• Le noyau

    Le noyau<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    <o:p> </o:p>

    L’expérience de Rutherford avec la feuille d’or a montré la majorité des rayonnements α traverse<o:p></o:p>

    Le noyau est positif, sa dimension est de 10-15 cm, sa densité est de 1015 g/cm3<o:p></o:p>

    L’électron est négatif<o:p></o:p>

    La dimension de l’atome est de 1Å = 10-10cm<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    I)            Composition / classification<o:p></o:p>

    ·      Nomenclature<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-14 à 12.14.50

     

    <o:p> </o:p>

    A nucléons (Z + N)<o:p></o:p>

    Z protons<o:p></o:p>

     

    A n’a pas d’unité (nombre de nucléons), la masse atomique est en gramme, la masse réelle est en u.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Classification chimique<o:p></o:p>

    Le tableau périodique : <o:p></o:p>

    Ligne 1 è lily baisa bien chez notre oncle François Nestor<o:p></o:p>

    Ligne 3 è Napoléon mangea allégrement six poulets sans claquer d’argent<o:p></o:p>

    Ligne 4 è Caca s’écria Titus en voyant crouler le monde<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    La classification physico-nucléaire se fait avec Z en abscisses et N en ordonnées<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    M = masse de l’atome<o:p></o:p>

    M = masse du noyau (M(A,Z) - Zme)<o:p></o:p>

    ΔM = défaut de masse de noyau (énergie de liaison)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Les nucléons<o:p></o:p>

    Ils sont composés de quarks u « up » (+2/3) et d « down » (-1/3)<o:p></o:p>

    <o:p></o:p>
    Capture d’écran 2014-08-14 à 12.15.00

     

     

     

     

     

     

    <o:p> </o:p>

     

    ·      Classification des nuclides<o:p></o:p>

    Même nombres protons : isotopes (quand instable è radio-isotope)<o:p></o:p>

    Même nombres nucléons: isobares<o:p></o:p>

    Même nombres neutrons: isotones<o:p></o:p>

    Même nombres protons et nucléons : isomère (se différencie en énergie : le moins stable est dit métastable)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Notion d’abondance isotopique<o:p></o:p>

    3 isotopes ne pas pareillement présents dans la nature<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Noyaux stables et instables<o:p></o:p>

    Les éléments lourds ont plus de neutrons que de protons.<o:p></o:p>

    Quand il y a trop de neutron :       β- : neutron devient proton + émission β+<o:p></o:p>

                                                              β+ : proton devient neutron + émission β-<o:p></o:p>

    Quand il y a trop de proton et de neutron : α : fission spontanée + émission α<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    II)         Défaut de masse et énergie de liaison<o:p></o:p>

    M(A, Z) < Σmi = M(A, Z) + EL<o:p></o:p>

    EL = 931,5 ΔM MeV<o:p></o:p>

    Σmi – M(A, Z) = ΔM(A, Z)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    Quand on pèse un atome, on néglige l’énergie de liaison de électrons (en keV)<o:p></o:p>

    / !\ on ne néglige pas la masse des électrons <o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ΔM(A, Z) ≈ ΔM(A, Z) =  Zme + Zmp + (A – Z)mnM(A, Z)<o:p></o:p>

    ΔM(A, Z) = ZM(1, 1) + (A, Z)mnM(A, Z)<o:p></o:p>

    ELn = énergie de dissociation du noyau (permet la transformation de masse)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    III)      Facteurs de stabilité nucléaire<o:p></o:p>

    ·      Courbe énergie de liaison par nucléons<o:p></o:p>

    Le maximum d’énergie de liaisons est de 8,7 nucléons <o:p></o:p>

    Plus un élément est léger plus son énergie de liaisons est faible<o:p></o:p>

    Quand on arrive à un maximum d’énergie de liaison, on est à un maximum de stabilité<o:p></o:p>

    On a des maxima pour les nombres dit « magiques » : 2, 8, 20, 50, 88, 126<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Graphe N = f(Z)<o:p></o:p>

    La premièe bissectrice va jusqu’au calcium<o:p></o:p>

    Après suivant le surplus de neutrons ou de protons on a des émissions α, β, γ.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Parité du nombre de nucléons <o:p></o:p>

    Z<o:p></o:p>

    N<o:p></o:p>

    A<o:p></o:p>

    Nombre de noyaux stables<o:p></o:p>

    Pair <o:p></o:p>

    Pair<o:p></o:p>

    Pair<o:p></o:p>

    166<o:p></o:p>

    Pair <o:p></o:p>

    Impair<o:p></o:p>

    Impair<o:p></o:p>

    55<o:p></o:p>

    Impair<o:p></o:p>

    Pair<o:p></o:p>

    Impair<o:p></o:p>

    51<o:p></o:p>

    Impair<o:p></o:p>

    Impair <o:p></o:p>

    Pair<o:p></o:p>

    5<o:p></o:p>

    Les neutrons et les protons ont des spins qui s’associe par paires et donnent un système plus stable.<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    IV)      Forces nucléaires <o:p></o:p>

    ·      Forces électrostatiques<o:p></o:p>

    Capture d’écran 2014-08-14 à 12.16.58

     

    <o:p> </o:p>

    ·      Forces nucléaires spécifiques<o:p></o:p>

    Il en existe deux types :<o:p></o:p>

    - Les interactions faibles : ce sont des transformations radioactives<o:p></o:p>

    -Les interactions fortes : ce sont les cohésions dans le noyau<o:p></o:p>

    Il y a deux protons : 1 fixe et 1 mobile<o:p></o:p>

    Il y a une attraction quand le proton rentre dans le champ d’attraction : c’est un puit de potentiel.<o:p></o:p>

    L’incompressibilité de la matière fait que le proton ou le neutron ne pénétre pas à l’intérieur d’un autre neutron ou proton.<o:p></o:p>

    Les quarks ont une force de cohésion entre eux (dont le gluon qui est une petite particule qui assure la cohésion)<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    V)         Modèle nucléaire<o:p></o:p>

    ·      Modèle de la goutte sphérique<o:p></o:p>

    La tension superficielle est suffisamment grande, la molécule en goutte intérieure maintenue è c’est la fission spontanée <o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    Capture d’écran 2014-08-14 à 12.17.09

     

     

     

     

     

     

    <o:p> </o:p>

    VI)      Réactions de fusion et de fission nucléaire<o:p></o:p>

    ·      Fission<o:p></o:p>

    1 g d’uranium = 2 tonnes de pétrole<o:p></o:p>

    On bombarde l’uranium avec des neutrons qui permet la transformation en xénon + strontium + 3 neutrons<o:p></o:p>

    On va vers une stabilité quand on va vers un A de plus en plus petit.<o:p></o:p>

    Plus EL est importante plus on libère de l’énergie <o:p></o:p>

    Exemples : bombe A / centrale nucléaire<o:p></o:p>

    <o:p> </o:p>

    ·      Fusion<o:p></o:p>

    La fusion augmente l’énergie de liaison du noyau<o:p></o:p>

    On passe à un niveau supérieur après la fusion vers un A plus grand<o:p></o:p>

    1 g équivaut à 12 tonnes de pétrole<o:p></o:p>

    On libère 6 fois plus d’énergie qu’avec la fission<o:p></o:p>

    Exemples : bombe H / ITER<o:p></o:p>


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