Energie Nucléaire

Pages: 11 (2606 mots) Publié le: 18 mai 2014
Composition des atomes
Un atome est constitué:
•  D’un noyau contenant:
–  Des protons porteurs d’une charge positive
–  Des neutrons électriquement neutres

• 

D’électrons qui gravitent autour du noyau
Les électrons portent une charge négative

Les charges électriques des électrons et des
protons sont de même valeur.
Un atome dans son état normal comporte le même
nombre deprotons et d’électrons.
Il est donc électriquement neutre.
Le nombre de protons (nombre atomique: Z) est
caractéristique de l’élément et détermine sa place
dans le tableau de Mendéléev.

Exemples:
Hydrogène:

1 proton

Oxygène:

8 protons

Fer:

26 protons

Uranium:

92 protons

Masse des atomes
Masse du neutron:
Masse du proton:
Masse de l’électron:

1,675 ×10-27 kg
1,673×10-27 kg
9,1×10-31 kg

Les neutrons et protons sont donc environ 2000
fois plus lourds que les électrons.
La masse de l’atome est presque totalement
concentrée dans le noyau.

Dimension des atomes
Diamètre de l’atome:
Diamètre du plus gros noyau:

environ 10-10 m
environ 10-14 m

Le plus gros noyau est environ 10.000 fois
plus petit que l’atome.
Comme une mouche (1 cm) au centred’un
terrain de football (100 m).
Un noyau est donc pratiquement rempli
de vide.

Une mole de matière (7 cm³ de Fe) contient 6 1023 atomes (ou molécules).
Peut-être plus que le nombre de grains de sable sur la Terre !!

Le noyau
Le noyau est constitué de nucléons:
les protons et les neutrons
•  Z est le nombre de protons (nombre atomique)
•  N le nombre de neutrons
•  A le nombre denucléons (nombre de masse)
A=N+Z
Un noyau comportant un nombre donné de protons de
neutrons s’appelle un nucléide.

La notation standard d'un noyau indique
le symbole chimique (X), Z et A:
( Z peut être omis)
Noyau de carbone 14 comportant:
14 nucléons: 6 protons et 8 neutrons.
Noyau d’uranium 238 comportant:
238 nucléons: 92 protons et 146 neutrons.

proton

neutron

Lesisotopes
Des isotopes sont des noyaux qui ont
•  le même nombre atomique Z.
•  des nombres de masse A différents.
Ils ont le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.

.

Ils ont les mêmes propriétés chimiques

sont les isotopes du calcium.

sont les isotopes de l’hydrogène.

Dans la nature le noyau le plus lourd est celui de l’uranium (Z = 92)
Quelques-uns, pluslourds, sont produits artificiellement, ex: le plutonium (Z = 94)

Les forces à l’intérieur du noyau
La force électrique:
•  Force répulsive qui s’exerce entre les protons.
•  Les neutrons ne sont pas soumis à cette force.

p

p

n

n

• 

p

n

Sa portée est très grande, elle s’exerce entre tous les protons d’un noyau.

La force nucléaire:

n

n

•  Force attractive quis’exerce entre tous les nucléons.

n

p

p

p

•  Cette force attractive est beaucoup plus grande que la force électrique répulsive.
•  Elle assure la cohésion du noyau.
•  Sa portée est faible: au-delà de 4 10-15 m ( moins que le diamètre d’un gros noyau)
elle n’agit plus.
A l’intérieur d’un noyau ces deux forces sont en compétition.
•  Entre protons voisins, la force nucléaireattractive l’emporte.
•  Entre protons éloignés, la force électrique répulsive l’emporte.
•  Les neutrons insensibles à la force électrique renforcent la cohésion du noyau.

Le problème du neutron
Le neutron isolé est une particule instable.
n
Au bout de quelques minutes il se désintègre en:
• 
Un proton
• 
Un électron
• 
Un neutrino (petite particule neutre de masse quasi nulle)

Al’intérieur d’un noyau, le neutron devient stable grâce à la présence des
protons en place, car il n’a pas l’énergie suffisante pour fabriquer un nouveau
proton soumis aux forces répulsives des autres.
Cependant si les neutrons sont trop nombreux dans le noyau, certains d’entre
eux peuvent perdre cette protection et se désintégrer à l’intérieur du noyau.
•  Le proton formé reste dans le...
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