Chapitre 26 • Physique nucléaire
Remarque
Même sous l’aspect de l’énergie, une réaction ou désintégration qui apparaît énergétiquement possible lorsque l’on compare l’état initial et l’état final, peut ne pas se
produire, ou ne se produire qu’avec une petite probabilité, si une faible barrière de
potentiel à la surface du nuclide empêche l’éjection de particules du noyau (cas de la
fission et de la désintégration a, ...).
26.5.2 Désintégrations nucléaires
Définition
Une désintégration radioactive est une transformation spontanée aléatoire d’un
nuclide, accompagnée de l’émission d’une particule de rayonnement radioactif ; le
nuclide parent se transforme en un nuclide fils.
Les nuclides susceptibles de se désintégrer au cours de leur existence sont dits
nuclides radioactifs ou radioéléments, les autres sont dits stables.
a) Radioactivité g et conversion interne
Théorème 26.17
Une désintégration g correspond à la transition du nuclide d’un état excité vers un
état d’énergie plus basse, avec émission d’un photon d’énergie définie (de 10 keV à
quelques MeV) :
A
Z D N * →
A
Z D N + g.
E D * et E D étant respectivement l’énergie initiale et l’énergie finale du nuclide et · n
la fréquence du photon :
E D * = E D + h·n, soit h · n = E D * − E D .
DÉMONSTRATION
Comme dans la désexcitation des atomes, l’énergie cinétique du fils est négligeable.
Le noyau parent excité résulte d’un processus antérieur (désintégration b ou a,
réaction nucléaire). L’énergie du photon de désintégration g est généralement très grande
devant celle d’un photon de transition atomique ou d’un rayonnement X. La durée de vie
des états excités de nuclides est généralement beaucoup plus courte que celle des états
atomiques excités, et non mesurable (de l’ordre de 10
–14 s) ; les nuclides isomères ont
cependant une demi-vie de 10
–10 s à plusieurs années, les règles de sélection nucléaires
rendant certaines transitions peu probables.
Exemple :
Ra
*
223
88
→
Ra
223
88
+ g (où Ra
*
223
88
vient de Th
227
90
→
Ra
*
223
88
+ a).
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 526 — #536
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Même sous l’aspect de l’énergie, une réaction ou désintégration qui apparaît énergétiquement possible lorsque l’on compare l’état initial et l’état final, peut ne pas se
produire, ou ne se produire qu’avec une petite probabilité, si une faible barrière de
potentiel à la surface du nuclide empêche l’éjection de particules du noyau (cas de la
fission et de la désintégration a, ...).
26.5.2 Désintégrations nucléaires
Définition
Une désintégration radioactive est une transformation spontanée aléatoire d’un
nuclide, accompagnée de l’émission d’une particule de rayonnement radioactif ; le
nuclide parent se transforme en un nuclide fils.
Les nuclides susceptibles de se désintégrer au cours de leur existence sont dits
nuclides radioactifs ou radioéléments, les autres sont dits stables.
a) Radioactivité g et conversion interne
Théorème 26.17
Une désintégration g correspond à la transition du nuclide d’un état excité vers un
état d’énergie plus basse, avec émission d’un photon d’énergie définie (de 10 keV à
quelques MeV) :
A
Z D N * →
A
Z D N + g.
E D * et E D étant respectivement l’énergie initiale et l’énergie finale du nuclide et · n
la fréquence du photon :
E D * = E D + h·n, soit h · n = E D * − E D .
DÉMONSTRATION
Comme dans la désexcitation des atomes, l’énergie cinétique du fils est négligeable.
Le noyau parent excité résulte d’un processus antérieur (désintégration b ou a,
réaction nucléaire). L’énergie du photon de désintégration g est généralement très grande
devant celle d’un photon de transition atomique ou d’un rayonnement X. La durée de vie
des états excités de nuclides est généralement beaucoup plus courte que celle des états
atomiques excités, et non mesurable (de l’ordre de 10
–14 s) ; les nuclides isomères ont
cependant une demi-vie de 10
–10 s à plusieurs années, les règles de sélection nucléaires
rendant certaines transitions peu probables.
Exemple :
Ra
*
223
88
→
Ra
223
88
+ g (où Ra
*
223
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vient de Th
227
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223
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+ a).
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