La radioactivité et les réactions nucléaires Formulaire

Radioactivité

La radioactivité est le phénomène associé à la désintégration spontanée des noyaux instables.

Désintégration radioactive

La désintégration radioactive est une réaction nucléaire spontanée au cours de laquelle un noyau radioactif donne naissance à un noyau plus stable.

Lois de conservation du nombre de masse et du nombre de charge (loi de Soddy)

Lors d'une désintégration nucléaire, il y a conservation du nombre de charge Z et du nombre de masse (de nucléons) A.

Réactions nucléaires Spécificité Exemple
Spontanées Désintégration \alpha

Émission d'une particule \alpha :

un noyau d'hélium _{2}^{4}He

_{92}^{238}U \ce{->} _{90}^{234}Th^{*} + _{2}^{4}He
Désintégration \beta^{-}

Émission d'une particule \beta^{-} :

un électron _{-1}^{0}e

_{11}^{24}Na \ce{->} _{12}^{24}Mg^{*} + _{-1}^{0}e
Désintégration \beta^{+}

Émission d'une particule \beta^{+} :

un positon _{1}^{0}e

_{10}^{19}Ne \ce{->} _{9}^{19}F^{*} + _{1}^{0}e
Provoquées Fission

Éclatement d'un noyau lourd après

impact d'un neutron _{0}^{1}n

_{0}^{1}n + _{92}^{235}U \ce{->} _{38}^{94}Sr^{*} + _{54}^{139}Xe^{*} + 3 _{0}^{1}n
Fusion

Association de deux

noyaux légers

_{1}^{2}H + _{1}^{3}H \ce{->} _{2}^{4}He^{*} + _{0}^{1}n

Activité radioactive

L'activité A d'un échantillon radioactif est égale au nombre de désintégrations se produisant chaque seconde. Elle s'exprime en becquerels (Bq) :

1 Bq = 1 désintégration par seconde

L'équation d'Einstein, E_{\left(J\right)} = m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)}, fait une équivalence entre masse énergie permettant d'interprèter l'énergie de liaison d'un noyau (qui le stabilise) et l'énergie libérée par une réaction nucléaire :

Différence de masse Énergie associée
Nom Expression Nom Expression
Défaut de masse d'un noyau \Delta m_{\left(kg\right)} = \left(Z \times m_{proton\left(kg\right)} + \left(A-Z\right) \times m_{neutron\left(kg\right)}\right) - m_{noyau _{Z}^{A}X\left(kg\right)} Énergie de liaison d'un noyau E_{L \left(J\right)} = \Delta m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)}

Perte de masse lors d'une réaction nucléaire

\Delta m_{\left(kg\right)} = m_{réactifs \left(kg\right)} - m_{produits \left(kg\right)} Énergie libérée par une réaction nucléaire E_{l \left(J\right)} = \Delta m_{\left(kg\right)} \times c^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)}