Cohésion et stabilité du noyau


Un noyau est composé de nucléons : les protons et les neutrons. Ils ont un rayon d’environ 1,2 fm. Le proton présente une charge électrique q de




Un nucléide (noyau) est noté sous la forme




L’interaction électromagnétique fait que les protons se repoussent : répulsion coulombienne entre deux charges de même signe. La loi de Coulomb indique que la force électrique s’exerçant sur deux protons distants de 2,4 fm vaut :


L’interaction forte correspond à une force attractive qui agit entre nucléons, indépendamment du fait qu’ils soient protons ou neutrons. La répulsion coulombienne tendrait à faire éclater le noyau, l’interaction forte l’en empêche dans la mesure du possible.
Par exemple, deux protons seuls ne peuvent pas former un noyau, car la répulsion l’emporte sur l’attraction. Par contre, l’ajout de deux neutrons forme le noyau d’hélium

L’interaction forte est très attractive à très courte distance (de l’ordre du femtomètre) mais son effet décroît très vite avec la distance. Sa portée est de l’ordre de quelques femtomètres, de sorte qu’elle est négligeable entre nucléons éloignés.
L’interaction faible, contrairement aux autres interactions, ne donne pas lieu à une force, mais est responsable de certaines désintégrations dont nous parlerons plus tard.



Cela concerne la zone jaune de la carte des nucléides. Le noyau X est nommé noyau père, et le Y est le noyau fils. Le symbole * signifie que le noyau fils est dans un état excité. Le rayonnement alpha est stoppé par une feuille de papier ou quelques centimètres d’air.
Exemple : Désintégration de l’Américium 241 en Neptunium 237 :





Un noyau comportant trop de neutrons par rapport à la vallée de stabilité sera dans la zone bleue sur la carte des nucléides. Il subira une désintégration


Cette désintégration se fait par le biais de l’interaction faible. Le rayonnement


Exemple : Désintégration du Carbone 14 en Azote 14 :





Les noyaux émetteurs

Exemple : Désintégration du Phosphore 30 en Silicium 30 :



Contrairement aux autres désintégrations, la structure du noyau n’est pas modifiée. Le rayonnement

Quatre types de désintégration sont à connaître :
• Alpha :

• Bêta - :

• Bêta + :

• Gamma :

Les désintégrations bêta résultent de la modification de la nature d’un nucléon par interaction faible. La désintégration gamma succède aux autres désintégrations.

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