Particules, ondes et atomes

Par lafandemusic1994 le 14 Août 2014 à 12:55

Particules, ondes et atomes<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

I) Introduction<o:p></o:p>

· 3 types de radiations ionisantes<o:p></o:p>

- Les rayons X proviennent du cortège électronique et sont utilisé en radiologie<o:p></o:p>

- Les ondes électromagnétiques sont utilisées en IRM<o:p></o:p>

- La radioactivité provient du noyau et est utilisée en médecine nucléaire<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· 3 découvertes importantes<o:p></o:p>

- William Roentgen è Rayon X<o:p></o:p>

- Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie è Rayons α, β et γ<o:p></o:p>

- Cédric et Irène Curie è Radioactivité artificielle<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

II) Masse et énergie<o:p></o:p>

Il existe deux systèmes de mesure :<o:p></o:p>

Le SI (système international) et le MKSA (mole, kilo, seconde, ampère)<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

La masse relativiste est constante <o:p></o:p>

Quand v < c alors m = m₀

<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

La notation des atomes est <o:p></o:p>

A : nombre de nucléons (neutrons + protons)<o:p></o:p>

Z : nombre de protons (électrons quand l’atome est neutre)<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Le gramme (la masse [molaire] atomique)<o:p></o:p>

C’est la masse de N atome sachant que 1 mole de ₁₂C = 12g<o:p></o:p>

Le nombre d’Avogadro est égal à 6,02.10²³<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· L’unité de masse atomique (u)<o:p></o:p>

Elle est adaptée à l’échelle des atomes<o:p></o:p>

La masse en u est égale à la masse en g<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Énergie de masse<o:p></o:p>

E = mc²<o:p></o:p>

E₀ = m₀c² au repos<o:p></o:p>

E_t = E₀ + E_c è E_c = Δmc² E₀ est une particule en mouvement<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

III) Particules matérielles<o:p></o:p>

Nom<o:p></o:p>	Électron <o:p></o:p>	Proton <o:p></o:p>	Neutron<o:p></o:p>	Positron <o:p></o:p>	Neutrino <o:p></o:p>	Particule α<o:p></o:p>
Sigle<o:p></o:p>	e^-<o:p></o:p>	p⁺<o:p></o:p>	n⁰<o:p></o:p>	β+<o:p></o:p>	ν<o:p></o:p>	α<o:p></o:p>
Masse au repos<o:p></o:p>	m_e = 9,109.10^-28 g<o:p></o:p>	m_p = 1,007u<o:p></o:p>	m_n = 1,009u<o:p></o:p>	m = 1/2000u<o:p></o:p>	Quasi nulle<o:p></o:p>	m = 4,0015u <o:p></o:p> (2m_p + 2m_n)<o:p></o:p>
Vitesse relativiste<o:p></o:p>	pour V = 0,5c <o:p></o:p> m_e = 1,15 m_0<o:p></o:p> <o:p> </o:p>	Non relativiste<o:p></o:p>	Non relativiste<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>
Charge<o:p></o:p>	-e = 1,602.10^-19 C<o:p></o:p> 1eV = 1,602.10^-19 J<o:p></o:p>	+e = 1,602.10^-19 C<o:p></o:p> <o:p> </o:p>	Nulle<o:p></o:p>	+e = 1,602.10^-19 C<o:p></o:p> <o:p> </o:p>	Nulle <o:p></o:p>	2e = 3,204.10^-19 C<o:p></o:p> <o:p> </o:p>
Stabilite<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	Stable<o:p></o:p>	Stable à l’intérieur du noyau mais pas à l’extérieur<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>
…<o:p></o:p>	Électron quand il est autour du noyau <o:p></o:p> Négaton quand il sort du noyau<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	/<o:p></o:p>	Antiparticule de l’électron (opposé au négaton β-)<o:p></o:p>	Explique la radioactivité β<o:p></o:p>	4 nucléons : noyau He / He⁺⁺ / α / α⁺⁺<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

IV) Rayonnements électromagnétiques (ou photons)<o:p></o:p>

· Représentation ondulatoire classique<o:p></o:p>

Mode de transport d’énergie<o:p></o:p>

Perturbation par propagation du champ électrique et magnétique en phase<o:p></o:p>

Perpendiculaire par rapport à la direction de propagation<o:p></o:p>

ν = c/λ<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Spectre des rayonnements magnétiques<o:p></o:p>

Fréquence inversement proportionnelle à la longueur d’onde<o:p></o:p>

On différencie les rayons X (cortège) des rayons γ en fonction de leur origine et pas de leur énergie<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Représentation quantique

<o:p></o:p>

V) Dualité onde-particules<o:p></o:p>

Einstein découvre l’aspect corpusculaire (photon)<o:p></o:p>

De Broglie découvre l’aspect ondulatoire<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

VI) Structure électronique de l’atome<o:p></o:p>

· Modèle planétaire de Rutherford<o:p></o:p>

La diffusion d’une particule à travers une feuille métallique est incompatible avec le modèle sphérique<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Modèle de Bohr<o:p></o:p>

Le nombre d’électrons suivant le nombre de couche remplies est de 2n² au maximum<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

W_k varie beaucoup d’un atome à l’autre mais W_ext varie peu<o:p></o:p>

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Interaction des rayonnements ionisants avec la matière

Par lafandemusic1994 le 14 Août 2014 à 12:48

Interaction des rayonnements ionisants avec la matière<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Interaction : transfert d’énergie d’un point A à B de la matière<o:p></o:p>

Conséquences positives : on peut détecter les particules (radiotraitement …)<o:p></o:p>

négatives : on peut créer des dangers (bombe atomique, centrales nucléaires …)<o:p></o:p>

Quand une particule a une masse on parle de rayonnement particulaire.<o:p></o:p>

Quand un particule n’a pas de masse on parle de rayonnement particulaire.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

I) Interactions élémentaires<o:p></o:p>

C’est une collision entre une particule (électron) et un milieu : permet le transfert d’énergie<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Absorption par excitation<o:p></o:p>

Quand l’énergie d’un photon E < énergie de liaison |W_i|<o:p></o:p>

E = |W_i| - |W_j|<o:p></o:p>

L’atome excité passe sur une couche supérieure.<o:p></o:p>

L’énergie absorbée est alors quantifiée<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Absorption par ionisation<o:p></o:p>

E > |W_i| on a une ionisation è l’électron est expulsé avec une énergie T<o:p></o:p>

T = hν - |W_i|<o:p></o:p>

L’’énergie absorbée n’est pas quantifiée<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Émission d’un photon de fluorescence<o:p></o:p>

Quand excitation <o:p></o:p>	Quand ionisation<o:p></o:p>
à Case vacante + énergie absorbée<o:p></o:p>	à Case vacante + énergie absorbée<o:p></o:p>
à Restitution architecture structurale<o:p></o:p>	à Restitution architecture structurale<o:p></o:p>
à L’électron redescend d’une couche <o:p></o:p>	à L’électron redescend d’une couche et un électron libre bouche la case vacante<o:p></o:p>
à Émission d’un photon de fluorescence<o:p></o:p>	à Émission d’un photon de fluorescence<o:p></o:p>
E = \|W_i\|<o:p></o:p>	E₁ + E₂ + E₃ + … = \|W_i\|<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Émission d’un électron Auger<o:p></o:p>

Un photon de fluorescence entraine un électron libre sur une couche i è peut expulser un électron périphérique sur une couche x qui sera l’électron Auger d’énergie T<o:p></o:p>

T = |W_i| - |W_x|<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Définition des rayonnements ionisant<o:p></o:p>

Un rayonnement ionisant est capable d’arracher un électron à un atome.<o:p></o:p>

L’énergie pour un atome d’hydrogène est 13,6 eV<o:p></o:p>

Quand l’énergie > 13,6 eV on dit que le rayonnement est ionisant <o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

II) Interactions des photons<o:p></o:p>

· Loi d’atténuation des photons dans la matière<o:p></o:p>

Loi intégrée : nombre de photons après la traversée en fonction du nombre de photons à l’entrée du matériaux d’épaisseur x<o:p></o:p>

N(x) = N(0)e^-^μx avec μ le coefficient linéique d’atténuation en cm^-1 (dépend de l’énergie du photon/milieu <o:p></o:p>

Coefficient massique d’atténuation = μ/ρ<o:p></o:p>

Le coefficient massique d’atténuation n’atteindra jamais 0 car il n’est pas arrêté mais juste atténué par les rayonnements électromagnétiques.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

· Mécanismes d’atténuation<o:p></o:p>

Ø Effet photoélectrique :<o:p></o:p>

Les électrons absorbent la totalité de l’énergie des photons qui sont expulsés avec une charge.<o:p></o:p>

Ces derniers percutent un autre électron et change alors de trajectoire, perdent de l’énergie jusqu’à leur arrêt complet <o:p></o:p>

Les photons γ et X ont un caractère aléatoire<o:p></o:p>

La probabilité d’interaction par effet photoélectrique :

<o:p></o:p>

La probabilité est maximale pour un Z important et un hν faible.<o:p></o:p>

L’effet photoélectrique améliore l’image radiographique<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Ø Effet Compton<o:p></o:p>

Il y a deux types d’énergies émises :<o:p></o:p>

- Photoélectron émis è E = hν₂<o:p></o:p>

- Photoélectron expulsé è T<o:p></o:p>

hν₁ = T + hν₂<o:p></o:p>

/ !\ Il peut y avoir un électron de fluorescence ou un électron Auger<o:p></o:p>

Quand θ = 0 è absence de photoélectron<o:p></o:p>

Quand θ = π è choc frontal donc l’électron rebondit<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

N(x) = N(0) e^-^σx<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Ø Diffusion Thomson-Rayleigh<o:p></o:p>

C’est un changement de direction sans changement de λ<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Ø Phénomène de création de paires (de matérialisation)<o:p></o:p>

C’est un phénomène qui ne peut se faire qu’à partir de 1022 KeV<o:p></o:p>

L’onde / photon passe à côté du noyau, il y a résonance et on observe des émissions e^- / β⁺<o:p></o:p>

L’e^-va dans la matière à collision à arrêt<o:p></o:p>

Le photon β⁺ va dans la matière à collision avec e^-à phénomène d’annihilation à les deux photons parte à 180° chacun<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Ø Importance relative des interactions<o:p></o:p>

- Selon l’énergie è sur le même graphique on met <o:p></o:p>

- Selon le milieu è si on est dans un milieu composé de métaux lourds, on observe un pic d’énergie de liaison pour |W_i| et |W₂|<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

III) Interactions particulaires<o:p></o:p>

· Interaction des neutrons avec la matière<o:p></o:p>

Ø Neutrons rapides (par capture radioactive)<o:p></o:p>

Ils ont un caractère stochastique è si ils atterrissent sur un noyau d’hydrogène è atténuation<o:p></o:p>

Si ils atterrissent sur un autre noyau è rebondissent<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Ø Neutrons thermiques (par activation neutronique)<o:p></o:p>

Peuvent être absorbés par le noyau è création d’isotopes<o:p></o:p>

<o:p></o:p>

· Interaction des particules chargées avec la matière (α / β^-)<o:p></o:p>

Quand la particule est chargée, la matière est chargée donc il a obligatoirement une interaction avec la matière. <o:p></o:p>

L’énergie est déposée dans la matière.<o:p></o:p>

α et β^- sont des particules lourdes qui ont une trajectoire rectiligne avec un électron arraché, il y a perte d’énergie donc un maximum d’ionisation et un arrêt.<o:p></o:p>

On obtient alors un courbe de Bragg qui au delà d’une certaine épaisseur, plus aucune énergie n’est déposée.<o:p></o:p>

On observe sur la courbe de Bragg, un pic qui correspond au maximum d’énergie déposé dans les tissus.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

<o:p> </o:p>	Papier<o:p></o:p>	Main<o:p></o:p>	Bois<o:p></o:p>	Plomb<o:p></o:p>
α<o:p></o:p>	à stop<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>
β<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>	à stop<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>
γ<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>			Atténué mais arrête pas <o:p></o:p>
X<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>		Atténué mais arrête pas<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>
Neutron <o:p></o:p>	<o:p> </o:p>		Atténué mais arrête pas<o:p></o:p>	<o:p> </o:p>

<o:p> </o:p>

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Les rayons X

Par lafandemusic1994 le 14 Août 2014 à 12:30

Les rayons X<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

I)            Interaction des électrons avec la matière<o:p></o:p>

Deux charges identiques se repoussent <o:p></o:p>

Deux charges différentes s’attirent<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Interaction entre deux particules chargées<o:p></o:p>

Avec q : la particule en mouvement<o:p></o:p>

          q' : la particule au repos<o:p></o:p>

Lors d’un choc physique, on a un effet cascade qui mène jusqu’à l’arrêt<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Interaction électron/électron : arrêt dit par collision<o:p></o:p>

T est l’énergie cinétique de l’électron incident <o:p></o:p>

W_i est l’énergie des électrons de la matière cible<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Si T > [W_i]     è ionisation <o:p></o:p>

Si T = ΔW_i     è excitation <o:p></o:p>

Si T < ΔW_i     è vibration et chaleur <o:p></o:p>

Le retour à l’état fondamental se fait par émission d’un photon de fluorescence<o:p></o:p>

Les rayons X donnent des raies caractéristiques et donc un hν quantifié<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Interaction électron/noyau : arrêt dit par freinage<o:p></o:p>

0 < hν < T      C’est une interaction qui n’est pas quantifiée<o:p></o:p>

L’électron est attiré par le noyau et émet un photon X par rayonnement de freinage <o:p></o:p>

/ !\ l’électron accélère <o:p></o:p>

E_c = T – hν     On obtient le spectre continu<o:p></o:p>

<o:p></o:p>

II)         Production des rayons X <o:p></o:p>

·      Tube à rayons X<o:p></o:p>

C’est un dérivé du tube de Coolidge<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Cathode (émetteur d’électrons)<o:p></o:p>

La cathode est chauffé à incandescence par I_c (0,5 à 1A) et permet l’expulsion des électrons<o:p></o:p>

Le flux d’électron entre la cathode et l’anode est le courant anodique i<o:p></o:p>

I_c augmente la température du filament <o:p></o:p>

Si > 1200°C on a une émission thermoélectronique du tungstène<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Haute tension accélératrice des électrons U<o:p></o:p>

U est de l’ordre de 50 à 150 kV et est responsable de l’énergie cinétique T<o:p></o:p>

T [eV] = U [V]<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Anode = cible<o:p></o:p>

L’anode reçoit les électrons, interagit, et produit rayons X<o:p></o:p>

L’interaction produit de la chaleur qui est dissipé grâce à l’anode qui est tournante<o:p></o:p>

Si l’anode ne tourne pas, il y a formation d’un cratère<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Flux de photon produit<o:p></o:p>

Le maximum d’émission est perpendiculaire pour 50 keV (50V) sinon en continuité il est de 10 keV (10V)<o:p></o:p>

Le flux énergétique φ est la puissance rayonnée en watt<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

III)      Spectre des rayons X<o:p></o:p>

L’aire sous la courbe = φ<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Spectre continu théorique<o:p></o:p>

k : caractéristique du tube<o:p></o:p>

i : intensité du faisceau d’électron<o:p></o:p>

U : haute tension<o:p></o:p>

Z : numéro atomique<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Spectre continu réel<o:p></o:p>

Le début du spectre théorique est absorbé par l’anode<o:p></o:p>

Suivant les couches il y a apparition de raies<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

IV)      Caractéristique d’exposition<o:p></o:p>

·      Filtre métallique<o:p></o:p>

Le filtre métallique absorbe les photons de faible énergie qui sont inutiles pour l’imagerie, on a donc élimination du spectre en bas à gauche.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Rendement du tube à rayons X<o:p></o:p>

r = kZU<o:p></o:p>

Le rendement est de quelque % à cause du dégagement de chaleur<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Paramètre du tube<o:p></o:p>

Si on augmente i, on augmente φ è l’aire sous la courbe augmente<o:p></o:p>

Si on augmente U, on augmente φ et E_max è l’aire sous la courbe augmente et on a un décalage de l’énergie plus importante<o:p></o:p>

U joue sur le contraste<o:p></o:p>

Plus les rayons X ont une énergie élevée, plus ils sont pénétrants<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

V)         Élément imagerie radiologique<o:p></o:p>

·      Formation d’une image<o:p></o:p>

Le photon incident interagit avec la structure examiné qui absorbe.<o:p></o:p>

La formation de l’image virtuelle est faite avec les photons transmis.<o:p></o:p>

La conversion en image radiologique visuelle est faite par interaction avec le détecteur.<o:p></o:p>

L’image reflète le pouvoir d’atténuation<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Interaction des rayons x avec la matière<o:p></o:p>

Seuls les effets photoélectrique et Compton sont possibles avec les rayons X.<o:p></o:p>

μ est l’interaction des rayons X avec les tissus.<o:p></o:p>

L’effet photoélectrique permet de bien discerner les os.<o:p></o:p>

L’effet Compton ne permet pas de bien différencier les os et tissus mous.<o:p></o:p>

L’iode est le meilleur facteur d’atténuation artificiel et le calcium est le meilleur naturel.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

Les rayons X avec un faible λ ne sont pas émis dans le visible, on a donc une conversion en photons plus élevée pour obtenir une imagerie visible<o:p></o:p>

On peut donc utiliser un film radio, une radioscopie, une numérisation directe.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Exemple : appareillage<o:p></o:p>

On effectue une projection plane sur une table radio<o:p></o:p>

On effectue des coupes avec scanner (tomodensitomètre)<o:p></o:p>

Exemple : fluoroscopie, mammographie, rétro radio-alvéolaire, panoramique dentaire…<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

VI)      Historique<o:p></o:p>

·      Tube de Crookes<o:p></o:p>

À pression atmosphérique è pas de phénomène observable<o:p></o:p>

À pression atmosphérique 10^-2 è décharge électrique<o:p></o:p>

À pression atmosphérique 10^-5 è pas de décharge mais une fluorescence verte (raies du verre)<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

·      Rayons X par Roentgen<o:p></o:p>

On obtient le début de la radiographie <o:p></o:p>

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Le noyau

Par lafandemusic1994 le 14 Août 2014 à 12:22

Le noyau<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>

<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) - Zm_e)<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>

<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) < Σ_mi = M(A, Z) + E_L<o:p></o:p>

E_L = 931,5 ΔM MeV<o:p></o:p>

Σ_mi – 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) = Z_me + Z_mp + (A – Z)m_n – M(A, Z)<o:p></o:p>

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

E_Ln = 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>

<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>

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 E_L 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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Transformations radioactives

Par lafandemusic1994 le 14 Août 2014 à 12:13

Transformations radioactives<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

<o:p> </o:p>

Quand il y a une transformation radioactive, on tend vers une évolution vers une plus grande stabilité.<o:p></o:p>

L’énergie de liaison augmente avec une perte de masse.<o:p></o:p>

La libération de l’énergie se fait par émission de photon.<o:p></o:p>

À ce jour il existe 274 noyaux stables et 51 noyaux instables.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

I)            Historique<o:p></o:p>

Ils ont alors découvert trois types de rayonnement :    α : attiré par le pole négatif

<o:p></o:p>

                                                                                             β : attiré par le pole positif<o:p></o:p>

                                                                                             γ : n’est pas dévié<o:p></o:p>

<o:p></o:p>

II)         Classification<o:p></o:p>

Si il y a trop de Z et de N (quand A > 200), on a une transformation α.<o:p></o:p>

Si il y a trop de Z, on a une transformation β⁺ (un proton se transforme en neutron).<o:p></o:p>

Si il y a trop de N, on a une transformation β^- (un neutron se transforme en proton).<o:p></o:p>

Quand il y a une modification du noyau (donc de A), on a une désexcitation spontanée γ.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

α, β⁺, β^- sont des transformations dites isobariques.<o:p></o:p>

γ est une transformation dite isomérique.<o:p></o:p>

<o:p> </o:p>

III)      Évolution vers une masse inférieure<o:p></o:p>

Lors des transformations β et β, on a une perte de masse qui permet à l’atome de rejoindre une vallée de stabilité.<o:p></o:p>

Plus la masse est faible plus le noyau est stable<o:p></o:p>

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