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Chapitre 8 • Réactions nucléaires et notions de radioactivité
où X 1 et X 2 sont les réactifs et X 3 et X 4 (et X 5 , X6··· si besoin) les produits de la
réaction. La quantité Q est l'énergie (de masse) de la réaction.
Les lois de conservation des nombres de masse et de charge conduisent alors aux
relations :
A 1 + A2 = A3 + A4
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
(8.18)
(8.19)
ce qui permet d'équilibrer les réactions lorsque certains nombres Ai ou Zi sont inconnus.
L'énergie (de masse) Q de la réaction est par définition égale à l'énergie de masse
libérée par la réaction :
Q = (2:: mréactifs - I mproduits) .c
2
(8.20)
où (2: mréactifs - 2: mproduits) est le défaut de masse de la réaction.
Pour la réaction 8.17, Q s'écrit :
Q = [m(tx1) + m(~~X2)- mG:x3)- m(~;x4)] .c 2
(8.21)
qu' on peut également exprimer en fonction des énergies de liaison respectives:
(8.22)
en prenant garde à l'ordre des termes.
Du fait de la conservation de l'énergie totale (somme de l' énergie de masse mc
2 et
de l'énergie cinétique Ec = (y - 1) mc
2 ):
I ( mréactifsC
2 + E c,réactifs ) = I ( mproduitsC
2 + E c,produits )
(8.23)
on montre facilement que Q est aussi égale à la variation d'énergie cinétique de la
réaction:
(8.24)
Lorsque Q est positive, il y a donc transformation d'une partie de la masse totale
initiale en énergie cinétique des noyaux et particules produits. On dit que la réaction
est exoénergétique. Elle est alors spontanée et il y a un gain d'énergie de liaison
(totale) lors de la réaction.
Lorsque Q est négative, la réaction est dite endoénergétique. Dans ce cas, une
partie de 1 'énergie cinétique totale initiale se transforme en énergie de masse des
produits. Une telle réaction ne peut donc se produire que si les réactifs (X 1 et X 2 ) ont
une énergie cinétique relative suffisamment importante (collision avec des particules
rapides par exemple).
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