Chapitre 26 • Physique nucléaire
#–
0 = m a · #– v a + m D · #– v D
m R · c
2 + 0 = [m a · c
2 + (m a · v
2
a /2 )] + [m D · c
2 + (m D · v
2
D /2 )]
⇒
m a · v a = m D · v D
(m a · v
2
a / 2 ) + (m D · v
2
D / 2 ) = Q
donne v a et v D puis E Ca et E CD .
L’interprétation de la désintégration a est qu’une particule a initialement sur un niveau
énergétique assez élevé franchit par effet tunnel la barrière de potentiel nucléaire qui la
retenait au sein du noyau (figure 26.2 a) ; une particule a une certaine probabilité quantique
d’être dans des régions classiquement interdite.
c) Radioactivité b
L’apparente non conservation de l’énergie observée lors des désintégrations b
– conduit à
postuler l’émission simultanée d’une particule inconnue et indétectable par des moyens
ordinaires (W. Pauli, 1930) : le neutrino, mis en évidence plus tard (C.L. Gowan et
F. Reines, 1956). Le neutrino assure aussi la conservation du moment cinétique de spin
dans la désintégration. Plus précisément, les désintégrations font intervenir le neutrino
électronique ou l’antineutrino.
Axiome
Le neutrino n et l’antineutrino n ont une charge nulle, une masse quasi-nulle et un
nombre de spin 1/2.
Théorème 26.20
Une désintégration b
– produit l’émission d’un électron et d’un antineutrino n:
A
Z R N →
A
Z + 1 D N − 1 +
e
−
0
− 1
+ n
0
0 ;
elle n’est énergétiquement possible que si m R m D + m e en masses nucléaires, soit
M R M D en masses atomiques.
Une désintégration b
+ produit l’émission d’un positron et d’un neutrino n :
A
Z R N →
A
Z − 1 D N + 1 + e
+
0
+ 1
+ n
0
0 ;
elle n’est énergétiquement possible que si m R m D + m e en masses nucléaires,
soit M R M D + 2·m e en masses atomiques.
DÉMONSTRATION.
Dans le référentiel où le nuclide parent est au repos (référentiel du centre de masse du
système), la conservation de l’énergie relativiste s’écrit, en masses nucléaires :
m R ·c
2 = (m D ·c
2 + E C D ) + (m e ·c
2 + E Ce ) + (0 + E C n ).
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 528 — #538
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0 = m a · #– v a + m D · #– v D
m R · c
2 + 0 = [m a · c
2 + (m a · v
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a /2 )] + [m D · c
2 + (m D · v
2
D /2 )]
⇒
m a · v a = m D · v D
(m a · v
2
a / 2 ) + (m D · v
2
D / 2 ) = Q
donne v a et v D puis E Ca et E CD .
L’interprétation de la désintégration a est qu’une particule a initialement sur un niveau
énergétique assez élevé franchit par effet tunnel la barrière de potentiel nucléaire qui la
retenait au sein du noyau (figure 26.2 a) ; une particule a une certaine probabilité quantique
d’être dans des régions classiquement interdite.
c) Radioactivité b
L’apparente non conservation de l’énergie observée lors des désintégrations b
– conduit à
postuler l’émission simultanée d’une particule inconnue et indétectable par des moyens
ordinaires (W. Pauli, 1930) : le neutrino, mis en évidence plus tard (C.L. Gowan et
F. Reines, 1956). Le neutrino assure aussi la conservation du moment cinétique de spin
dans la désintégration. Plus précisément, les désintégrations font intervenir le neutrino
électronique ou l’antineutrino.
Axiome
Le neutrino n et l’antineutrino n ont une charge nulle, une masse quasi-nulle et un
nombre de spin 1/2.
Théorème 26.20
Une désintégration b
– produit l’émission d’un électron et d’un antineutrino n:
A
Z R N →
A
Z + 1 D N − 1 +
e
−
0
− 1
+ n
0
0 ;
elle n’est énergétiquement possible que si m R m D + m e en masses nucléaires, soit
M R M D en masses atomiques.
Une désintégration b
+ produit l’émission d’un positron et d’un neutrino n :
A
Z R N →
A
Z − 1 D N + 1 + e
+
0
+ 1
+ n
0
0 ;
elle n’est énergétiquement possible que si m R m D + m e en masses nucléaires,
soit M R M D + 2·m e en masses atomiques.
DÉMONSTRATION.
Dans le référentiel où le nuclide parent est au repos (référentiel du centre de masse du
système), la conservation de l’énergie relativiste s’écrit, en masses nucléaires :
m R ·c
2 = (m D ·c
2 + E C D ) + (m e ·c
2 + E Ce ) + (0 + E C n ).
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