Le noyau

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>

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·      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>

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

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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>

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·      Les nucléons<o:p></o:p>

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

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·      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>

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

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

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·      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>

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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>

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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>

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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>

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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>

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·      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>

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·      Parité du nombre de nucléons <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>

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

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

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·      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>

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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>

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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>

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·      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>