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  • Publié le : 7 août 2010
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Noyaux, masse, énergie
Après avoir traité l’aspect temporel des réactions nucléaires, on s’intéresse ici à l’aspect énergétique des réactions de fusion et de fission. D’où provient l’énergie desétoiles et comment est-elle produite dans les centrales nucléaires ? Est- il possible de convertir une masse en énergie ? C’est en 1905 qu’Albert Einstein énonce la plus célèbre formule de physique E =m.c2 . Que signifie cette équation ? 1. Comment calculer l’énergie de liaison d’un noyau ? L’énergie de liaison est l’énergie qu’il faut fournir à un noyau au repos pour le dissocier en nucléons isoléset immobiles.

L’énergie de liaison par nucléon est donnée par la relation : dans laquelle El, généralement exprimée en électronvolts (eV), représente l’énergie de liaison du noyau et A, le nombrede nucléons. Un électronvolt équivaut à 1,6.10-19 J. 2. Quel est le lien entre l’énergie de liaison et la stabilité d’un atome ? Un noyau est d’autant plus stable que son énergie de liaison par nucléonest grande. La courbe d’Aston représente l’opposé de l’énergie de liaison par nucléon (-E/A) des différents noyaux en fonction du nombre de nucléons (A). Cette courbe montre que les noyaux les plusstables possèdent une soixantaine de nucléons.

3. Quelle relation lie masse et énergie ? Toute particule au repos possède, du seul fait de sa masse, une énergie E0 = m.c2 . Dans cette expression :E0 représente l’énergie de masse, en joules (J), m représente la masse de la particule, en kilogrammes (kg), c représente la célérité de la lumière dans le vide, en mètres par seconde (m.s-1 ). Lamasse d’un noyau est toujours inférieure à celle de ses constituants pris séparément. Cette différence de masse est appelée défaut de masse. L’écart entre la masse des nucléons pris séparément et la massed’un noyau X est donné par la relation dans laquelle mp , mn , et mX représentent les masses respectives du proton, du neutron et du noyau X.

L’énergie de liaison El d’un noyau, exprimée en...
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