radioactivité: noyau stable/instable

kahina · 25/10/2004 - 15h00

bonjour a tous !
voila je suis en term S et je n'ai pas compris la notion de stabilité du noyau. La stabilité, est: quand le nb de neutrons est inferieur au nb de protons ou l inverse?
mon prof nous explique tres mal le cours!!

merci d'avance pour vos reponses

kahina · 25/10/2004 - 15h17

encore une petite question: a partir de quoi peut on qualifié un noyau lourd ou en exces de proton, neutrons????= a partir de quel nombre??

Gwyddon · 25/10/2004 - 17h13

je ne me souviens plus très bien de mes cours de radioactivité de 1ereS, mais à première vue je pense qu'il y a stabilité quand il y a plus de neutrons que de protons (ou du moins égalité) car les neutrons jouent le rôle de "colle" dans le noyau

Rincevent · 25/10/2004 - 17h15

dans un noyau tu as deux forces qui jouent:

- la force nucléaire forte qui, grossièrement, est la même pour les neutrons et les protons, fait qu'ils s'attirent, mais ne marche qu'à courtes distances (au contact): le fait de rajouter des nucléons à la surface d'un noyau ne change rien du point de vue de la force forte pour un nucléon qui serait déjà entouré ;

- la force de Coulomb qui ne joue un rôle que pour les protons, mais les fait se repousser et a une portée infinie: plus y'a de protons dans un noyau, plus chaque proton ressent une "envie" forte de partir du noyau...

donc plus tu as de neutrons dans un noyau, plus le noyau est gros et (surtout) plus la charge électrique totale est "diluée" : ce qui fait que la force répulsive subie par un proton quelconque est plus faible. En clair : la présence de neutrons stabilisent les gros noyaux.

pour plus de détails, tu peux regarder ça:

http://chimge.unil.ch/Fr/nuc/1nuc2.htm

deep_turtle · 26/10/2004 - 01h12

Juste un detail complementaire :s'il y a trop de neutrons dans un noyau, c'est instable aussi, en gros parce qu'il se trouve que dans ce cas les neutrons peuvent se desintegrer plus facilement en proton, et donc le noyqu est instqble part radioactivite beta+.

Il y a un compromis entre cet effet et ceux mentionnes par Rincevent, et la stabilite est atteinte pour certaines configurations seulement (qui en effet ont plus de neutrons que de protons).

Rincevent · 26/10/2004 - 10h35

merci pour cet important complément d'info!

à vouloir être trop minimaliste, j'avais zappé ce détail quand même crucial...

isozv · 26/10/2004 - 22h39

Dans mes cours de physique nucléaire j'avais appris à calculer la période de radioactivité de l'uranium en utilisant la propriété quantique de l'effet Tunnel en considérant le noyau comme un puits de potentiel "contenant" les fonctions d'ondes des différentes particules le constituant. C'est assez génial car en plus le résultat théorique dans l'approximation semi-classique (G. Gamov 1928) rejoins plus que bien la valeur expérimentale. Au fait, là où je veux en venir c'est qu'on ne prenait pas en compte directement combien il y avait de protons ou de neutrons mais seulement du potentiel global du noyau pour définir le puits de potentiel et les facteurs de transmission T et de réflexion R correspondants.

Pour dire que mis à part le "bla bla" le concept de "stabilité" se démontre et pas que pour l'Uranium.

Je peux te donner une référence francophone pas trop mauvaise avec les développement si tu veux.

vlemieux · 26/10/2004 - 23h10

Bonjour,
A une telle question, (et comme à beaucoup d'autres), on peut répondre à différents niveaux...
Le fait d'avoir précisé que vous êtes en TS permet la réponse suivante (pour info je suis moi même professeur de physique au lycée) :
en TS vous devez savoir repérer sur un diagramme (N,Z) si un noyau est stable ou non : il est stable s'il se trouve dans la "vallée de stabilité"... (facile !) S'il est au dessus de cette courbe, il est émetteur beta- alors qu'il sera émetteur beta+ s'il est en dessous.
Pour les noyaux "légers" (Z < 20) la vallée de stabilité correspond grosso modo à une droite d'équation N=Z : les noyaux stables ont autant de protons que de neutrons. Pour Z>20, la vallée de stabilité décolle au dessus de cette droite : il faut augmenter le nombre de neutrons pour limiter la répulsion entre les protons. Pour aider mes élèves à comprendre ce thème, j'ai réalisé un logiciel nommé Nucléaire qui couvre une grande partie du programme : de façon interactive, on (re)découvre le cours, on fait des exercices interactifs et on peut même faire des mesures sur un vrai compteur ! En plus le logiciel est gratuit : on le trouve sur mes pages perso à l'adresse : http://home.nordnet.fr/~vlemieux/
Profitez des vacances pour l'installer et l'utiliser !
Cordialement.
V.Le Mieux

-Gossip- · 16/12/2010 - 17h00

Bonjour,

Voilà je n'arrive pas très bien à comprendre cette notion de stabilité.

On dit qu'un noyau stable a à peu près le même nombre de neutrons que de protons.

Or dans un exercice avec le noyau de l'or 79 197 Au, celui est stable alors que 79 194 Au ne l'est pas...

Dans un de mes exercices on me demande de choisir entre les isotopes I 53 127 et I 53 135 celui qui est stable, comment faire ?

**Edelweiss68** · 16/12/2010 - 17h23

Bonjour,

L'isotope le plus stable est souvent (toujours ?) celui que l'on retrouve en majorité dans la nature. Il s'agit donc de l'iode 127.

Pour la stabilité, ça ne s'invente pas. Il existe un graphique représentant "la vallée de la stabilité" pour laquelle les isotopes s'y trouvant on juste le bon nombre de protons et de neutrons pour être stables. Si ils ont trop de protons, ils sont instables. De la même façon, si ils ont trop de neutrons, il y aura une désintégration β^- (et non pas β⁺comme il est écrit plus haut).

-Gossip- · 16/12/2010 - 17h44

A d'accord merci beaucoup. Donc sans ce graphique on ne peut pas le savoir ? Parce que je m'embêtais en cherchant les équations de désintégrations :/

**Edelweiss68** · 16/12/2010 - 17h47

Tout dépend comment est tourné votre énoncé. Si on vous dit déjà qu'il se désintègre, vous en déduisez que l'isotope père est instable. Mais sinon, à moins d'apprendre tout ça par cœur, je ne vois pas.

Vallée de la stabilité : http://www.culturediff.org/radioactivite47.htm

-Gossip- · 16/12/2010 - 17h51

Et bien l'énoncé est : L'iode I 23 131 est radioactif de type beta -, sa demi vie est t1/2 = 8.0 jours

Puis la question est: on considère les isotopes I 53 127 et I 53 135. Un seul est stable, lequel? justifier

Ps: Merci pour le graphique =)

**Edelweiss68** · 16/12/2010 - 17h57

Envoyé par -Gossip-

Et bien l'énoncé est : L'iode I 23 131 est radioactif de type beta -, sa demi vie est t1/2 = 8.0 jours

Puis la question est: on considère les isotopes I 53 127 et I 53 135. Un seul est stable, lequel? justifier

Ps: Merci pour le graphique =)

Dans ce cas, comme on sait que I 131 est instable et qu'il émet un β^-, cela signifie qu'il a déjà trop de neutrons donc on peut en déduire que I 135, qui a encore plus de neutrons, est l'isotope instable entre I 135 et I 127.