NOYAU ATOMIQUE

Quelle est la composition du noyau?

Dans le noyau de l'atome se trouvent les protons (chargés positivement) et les neutrons (non chargés), tandis que les électrons (chargés négativement) sont localisés autour du noyau.

La masse d'un neutron ou d'un proton est sensiblement égale à 1 Da. La masse des électrons étant négligeable devant celle des particules du noyau (neutrons et protons), pour calculer la masse d'un atome (M), il suffira d'additionner le nombre de protons (Z) et le nombre de neutrons (N).

Dans un atome, il y a autant de protons dans le noyau que d'électrons autour. La charge électrique du cortège d'électrons est donc exactement compensée par la charge électrique positive présente dans le noyau et l'atome est neutre.

Les protons se repoussent et malgré cela les noyaux comportant plusieurs protons dans une zone de très

petites dimensions existent.

C'est l'interaction forte qui unit les différents nucléons, cette interaction est beaucoup plus intense (environ

́ 1000) que la répulsion due à l'interaction électromagnétique entre charges de même signe. Mais la portée

de l'interaction forte est de l'ordre de 1,5 fm, alors que l'interaction électromagnétique porte à l'infini, ainsi

lorsque le volume du noyau devient trop important la somme des forces répulsives peut rivaliser avec la

somme des forces attractives.

Si la cohésion du noyau est insuffisante, il est instable et peut se désintégrer spontanément : le noyau est

radioactif.

Dans certains cas, une autre interaction dite « faible » rend également le noyau instable

Vallée de stabilité

La représentation des noyaux connus dans un graphe (N, Z) permet de mettre en évidence la ligne de stabilité, peuplée par les noyaux stables (on devrait plutôt parler de courbe de stabilité).

Les noyaux instables vont, par une suite de désintégrations radioactives, se transformer jusqu'à devenir stables :

• au dessous des noyaux stables, on trouve en bleu les noyaux trop riches en neutrons. Ces noyaux reviennent vers la ligne de stabilité par désintégration β ^-, qui transforme au sein du noyau un neutron en proton.

• au dessus des noyaux stables, on trouve en rouge les noyaux trop riches en protons. Ces noyaux reviennent vers la ligne de stabilité par désintégration β ⁺ ou par capture électronique, qui transforme au sein du noyau un proton en neutron.

• les noyaux lourds riches en protons sont revenir vers la ligne de stabilité par désintégration alpha(α)

• Enfin, les noyaux très lourds se fissionnent en donnant naissance à des produits de désintégration