Réaction radioactive

[invite980a875f]

Bonjour,
je viens de lire quelques cours de term sur la radioactivité, et j'ai un problème pour comprendre la radioactivité bêta:
Je note les noyaux sous la forme X(Z,A).
Je donne pour exemple l'equation:
C(6,14)-->N(7,14)+e(-1,0).
Si on fait l'addition, évidemment ça marche, mais ce n'est pas là que j'ai un problème. En fait, je ne comprends pas que l'on considère l'électron comme un proton négatif, et c'est bien ce qu'on fait dans cette équation. Pour la radioactivité bêta, l'atome perd un électron. Dans l'exemple que j'ai pris, l'atome C(6,14) n'a donc plus que 5 électrons. Or, dans l'équation, on ne considère pas qu'il a donné un électron mais gagné un proton. Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer ce problème et aussi d'où vient le proton gagné?

Sharp, qui est bien content d'avoir fini son épreuve de français!
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[invite88ef51f0]

Salut,
Si tu regardes bien pour ton ⁶C et ton ⁷N, tu as 14 nucléons dans les 2 cas. Donc en fait, ton carbone a un neutron de plus que l'azote considéré. La radioactivité béta est une transformation d'un neutron de ton carbone en proton plus un électron.

[moco]

L'électron émis lors de la radioactivité béta vient effectivement du noyau, et pas comme tu le suggères du cortège électronique.
Dans cette radioactivité, un neutron se transforme en un proton et un électron, le proton reste dans le noyau et l'électron est éjecté à travers le cortège électronique de l'atome. En le traversant, il arrache peut-être un ou deux électrons planétaires. Mais au bout de peu de temps, le nouvel atome N récupère ces électrons éjectés et reforme un atome neutre.
Il faut aussi savoir que la radioactivité béta produit aussi un corpuscule sans masse ni charge, un neutrino, qui n'a pas d'interaction avec l'environnement, et qui peut traverser la Terre entière sans qu'on le voie, le sente, ou le détecte.
Ce neutrino a été "inventé" en 1935 par Yukawa pour satisfaire aux lois de conservation de la physique. En effet, l'électron, le proton et le neutron ont tous trois le même moment de rotation cinétique sur eux-même. Ceci est impossible. Il faut qu'une autre particule soit crée en même temps possédant le même moment cinétique que l'électron, mais qui tourne en sens inverse. On a bien ri, dans le petit monde de la physique, en lisant le travail de Yukawa, à l'époque. Jusqu'à ce que, dix ans plus tard, quelqu'un (un certain Anderson) détecte cette particule insaisissable

[invite980a875f]

Merci d'avoir répondu si vite,
en fait j'avais vu que ça marchait si on considérait qu'un neutron donnait un proton plus un électron, mais je ne savais pas que c'était possible. Physiquement, est-ce vraiment ce qui se passe, ou bien alors est-ce que l'on admet que c'est ça? Je dois avouer que j'ai du mal à admettre l'idée d'une telle transformation!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea29d1598]

Ce neutrino a été "inventé" en 1935 par Yukawa pour satisfaire aux lois de conservation de la physique.

raté, c'est Pauli qui a proposé son existence et Fermi qui l'a baptisée... Fermi était Italien, d'où le nom: "neutrino"= petit neutre... et c'était en 1931, la même année que celle où Dirac a proposé l'existence du positron (voir plus bas).

En effet, l'électron, le proton et le neutron ont tous trois le même moment de rotation cinétique sur eux-même. Ceci est impossible.

C'est surtout la conservation de l'énergie qui semblait ne plus être vérifiée (selon les observations faites) jusqu'à ce que Pauli propose l'existence du neutrino (alors que d'autres préfèraient renier la conservation de l'énergie plutôt que d'admettre l'existence d'une particule "presque invisible").

On a bien ri, dans le petit monde de la physique, en lisant le travail de Yukawa, à l'époque. Jusqu'à ce que, dix ans plus tard, quelqu'un (un certain Anderson) détecte cette particule insaisissable

encore raté (désolé ): la découverte date du milieu des années 50 par deux physiciens dont j'ai oublié les noms. Anderson est celui qui a découvert le positron en 1932, soit un an seulement après la proposition de Dirac. Y'a une historique plus précise là:

http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/nhistory.html

Physiquement, est-ce vraiment ce qui se passe, ou bien alors est-ce que l'on admet que c'est ça? Je dois avouer que j'ai du mal à admettre l'idée d'une telle transformation!

le "vraiment" sort de la science. Mais en tous cas, la compréhension moderne du phénomène, c'est bien ça. Plus précisément:

le neutron est formé de deux quarks d(own) et d'un quark u(p). Un des quarks d émet un boson W-, ce qui a pour effet de le transformer en quark u. Mais ce boson se désintègre très rapidement en une paire électron/(anti)neutrino (et pas neutrino, mais ce sont deux particules très semblables et c'est une complication qui peut s'oublier dans un premier temps).

par ailleurs, le quark u formé rejoint donc le d et le u déjà présents pour former une "boule" faite de deux u et un d. Or, un tel assemblage est un proton si l'énergie est minimale... ce qui est le cas en fin de réaction.

résultat des courses: on a vu un neutron devenir un proton après émission d'un électron et d'un (anti)-neutrino...

si tu veux des précisions et des bôs dessins, va voir la fin de ce dossier (le début t'intéressera peut-être aussi):

http://www.futura-sciences.com/compr...ssier176-1.php

[Patzewiz]

Yukawa a en fait proposer d'interpréter la cohésion des noyaux par des échanges de mésons pi ou pions entre les nucléons les constituants. Les mésons pi ont bien été mis en évidence quelques années plus tard, ils existent sous trois formes pi+, pi- et pi0 constitués chacun de 2 quarks avec des masses de l'ordre de 140 MeV (environ 7 fois moins qu'un proton), ils n'ont rien à voir avec les neutrinos. Dans un premier temps on avait par erreur cru détecter des mésons pi dans le rayonnement cosmique, mais en fait il s'agissait de muons des "électrons lourds" ayant une masse voisine des pions.

[invite8c514936]

Je dois avouer que j'ai du mal à admettre l'idée d'une telle transformation! (neutron donne proton)

Juste pour une précision supplémentaire, non seulement cette transformation est possible, comme le rappellent les réponses à ton message, mais elle est spontanée, et un neutron isolé a un temps de vie de 887 secondes seulement, soit un petit quart d'heure, avant de subir cette réaction.