PHY234 Cours de physique nucléaire Cours de physique nucléaire

PHY234

Echelle de masse volumique (1 : 1014)

PHY234 : Cours de Radioactivité

Première partie : Rappels de radioactivité

La quasi totalité de la masse d’un atome est concentrée dans le noyau. Pour rendre compte de la compacité du noyau, on peut comparer la masse d’un volume d’un centimètre cube (un dé à coudre) rempli d’atomes de fer, et de noyaux de fer : • masse d’un cm3 d’atomes de fer : 7,874 g • masse d’un cm3 de noyaux de fer ≈ 2,125 x 1014 g soit plus de 200 millions de tonnes dans un dé à coudre !!! On peut trouver dans l’univers des objets aussi denses, sous la forme d’étoiles à neutrons.

I - Introduction
a. La radioactivité dans la nature
La radioactivité est d’origine naturelle. L’intégralité des éléments présents sur Terre, y compris les noyaux radioactifs, ont été formés : • dans la phase de nucléosynthèse aux premiers instants de l’univers, pour les éléments légers (hydrogène et hélium), • dans les étoiles, pour les éléments jusqu’au fer, • lors de l’explosion des étoiles, marquant la fin de vie de celles-ci, pour les éléments au-delà du fer. La radioactivité est à l’origine de l’apparition de la vie sur Terre. C’est la chaleur qu’elle génère qui maintient le noyau terrestre sous forme liquide, et qui a permis lors des éruptions volcaniques la formation de l’atmosphère primitive (protection contre les météorites, effet de serre pour diminuer les écarts thermiques entre le jour et la nuit). C’est aussi la radioactivité qui entretient la combustion au sein du soleil, par le biais des réactions thermonucléaires où l’hydrogène est transformé en hélium.

Echelle d’énergie (1 : 106)
Si compare les énergies en jeu au sein des atomes et des noyaux d’atomes, on observe que l’énergie de liaison des électrons au noyau est environ un million de fois plus petite que l’énergie de liaison qui assure la cohésion des protons et des neutrons au sein du noyau. C’est cette différence