26.4. Modèles du nuclide
Z(A) résulte d’un compromis entre le terme d’énergie coulombienne (minimal quand
Z est petit) et le terme d’asymétrie (minimal quand Z = A/2).
La figure 26.1 montre les courbes N(A) = A – Z(A) et B(A).
Figure 26.1 Modèle de la goutte liquide pour les nuclides les plus stables
La courbe de gauche (en rouge) donne le nombre N de neutrons du nuclide en fonction
de son nombre Z de protons ; elle est en bon accord avec l’expérience.
La courbe de droite donne l’énergie de liaison B du nuclide en fonction de son nombre
A de nucléons (échelle logarithmique), en négligeant la correction d’appariement ; les
courbes en pointillés montrent les corrections de surface (S), d’énergie coulombienne (Q)
et d’asymétrie (A) à l’approximation initiale B / A = 14 d’énergie de volume. Les valeurs
expérimentales indiquées font apparaître le bon accord avec l’expérience pour A > 10.
26.4.2 Modèle en couches
Les valeurs de N ou Z magiques (§ 26.1) donnant aux nuclides des propriétés remarquables rappellent la périodicité des propriétés des atomes ; les énergies discrètes
des photons émis lors des désintégrations g indiquent que les nuclides possèdent des
niveaux d’énergie discrets, comme les atomes. Ces similitudes suggèrent une structure
en couches des nuclides. Il y a cependant quelques différences entre atome et nuclide.
Dans l’atome, les électrons (fermions indiscernables) se répartissent sur les orbitales
en respectant le principe de Pauli, alors que dans le nuclide, il y deux populations de
fermions discernables entre elles : les protons et les neutrons (fermions indiscernables),
qui se répartissent séparément sur les orbitales. Dans l’atome, les électrons sont soumis
à l’attraction d’un centre commun (le nuclide), l’interaction entre électrons jouant un
rôle secondaire, alors que dans le nuclide, les nucléons interagissent entre eux et il n’y
a pas de centre.
a) Nucléons indépendants dans un potentiel nucléaire moyen
Dans l’approximation des nucléons indépendants, un potentiel sphérique
w(r ) commun
représente globalement l’interaction avec les autres nucléons.
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
523
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 523 — #533
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Z(A) résulte d’un compromis entre le terme d’énergie coulombienne (minimal quand
Z est petit) et le terme d’asymétrie (minimal quand Z = A/2).
La figure 26.1 montre les courbes N(A) = A – Z(A) et B(A).
Figure 26.1 Modèle de la goutte liquide pour les nuclides les plus stables
La courbe de gauche (en rouge) donne le nombre N de neutrons du nuclide en fonction
de son nombre Z de protons ; elle est en bon accord avec l’expérience.
La courbe de droite donne l’énergie de liaison B du nuclide en fonction de son nombre
A de nucléons (échelle logarithmique), en négligeant la correction d’appariement ; les
courbes en pointillés montrent les corrections de surface (S), d’énergie coulombienne (Q)
et d’asymétrie (A) à l’approximation initiale B / A = 14 d’énergie de volume. Les valeurs
expérimentales indiquées font apparaître le bon accord avec l’expérience pour A > 10.
26.4.2 Modèle en couches
Les valeurs de N ou Z magiques (§ 26.1) donnant aux nuclides des propriétés remarquables rappellent la périodicité des propriétés des atomes ; les énergies discrètes
des photons émis lors des désintégrations g indiquent que les nuclides possèdent des
niveaux d’énergie discrets, comme les atomes. Ces similitudes suggèrent une structure
en couches des nuclides. Il y a cependant quelques différences entre atome et nuclide.
Dans l’atome, les électrons (fermions indiscernables) se répartissent sur les orbitales
en respectant le principe de Pauli, alors que dans le nuclide, il y deux populations de
fermions discernables entre elles : les protons et les neutrons (fermions indiscernables),
qui se répartissent séparément sur les orbitales. Dans l’atome, les électrons sont soumis
à l’attraction d’un centre commun (le nuclide), l’interaction entre électrons jouant un
rôle secondaire, alors que dans le nuclide, les nucléons interagissent entre eux et il n’y
a pas de centre.
a) Nucléons indépendants dans un potentiel nucléaire moyen
Dans l’approximation des nucléons indépendants, un potentiel sphérique
w(r ) commun
représente globalement l’interaction avec les autres nucléons.
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