Noyaux stables et noyaux instables radioactifs

Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère

À retenir

• La cohésion du noyau atomique résulte d'un équilibre entre l'interaction nucléaire forte (attractive à très courte portée, indépendante de la charge) et la répulsion coulombienne électrostatique (répulsive entre les protons chargés positivement). • Pour les noyaux légers (Z 20), la stabilité est assurée pour un nombre de neutrons sensiblement égal au nombre de protons (N Z). • Pour les noyaux plus lourds (Z > 20), la répulsion électrostatique croissant avec Z^2, il faut un excès croissant de neutrons (N > Z) pour maintenir la cohésion nucléaire. • Au-delà de Z = 82 (le plomb), aucun noyau n'est totalement stable : tous les éléments (Z 83) sont radioactifs. • Un noyau instable possède un excès d'énergie ou un déséquilibre entre protons et neutrons : il se désintègre spontanément en émettant une particule, souvent accompagnée d'un rayonnement , pour former un noyau plus stable.

Le cours

Noyaux stables et noyaux instables radioactifs • La cohésion du noyau atomique résulte d'un équilibre entre l'interaction nucléaire forte (attractive à très courte portée, indépendante de la charge) et la répulsion coulombienne électrostatique (répulsive entre les protons chargés positivement). • Pour les noyaux légers (Z 20), la stabilité est assurée pour un nombre de neutrons sensiblement égal au nombre de protons (N Z). • Pour les noyaux plus lourds (Z > 20), la répulsion électrostatique croissant avec Z^2, il faut un excès croissant de neutrons (N > Z) pour maintenir la cohésion nucléaire. • Au-delà de Z = 82 (le plomb), aucun noyau n'est totalement stable : tous les éléments (Z 83) sont radioactifs. • Un noyau instable possède un excès d'énergie ou un déséquilibre entre protons et neutrons : il se désintègre spontanément en émettant une particule, souvent accompagnée d'un rayonnement , pour former un noyau plus stable. Astuce et méthode clé Visualise la vallée de stabilité sur le diagramme de Segrè (N, Z) : les noyaux stables forment une bande étroite, entourée des noyaux radioactifs. Piège classique à éviter Ne confonds pas radioactivité (phénomène nucléaire lié au noyau) et réaction chimique (réarrangement des liaisons électroniques externes).

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