désintégration des radioéléments

[triban]

Bonjour


Dans un article de science et avenir, une équipe japonais ( l'institut ou la facultée n'est pas cité) aurait accélérer la désintégration d'atomes de béryllium (environ une accélération de 1 %).
Ils auraient insérés ces atomes dans des fullerènes qui concentrent leurs électrons, une pression serait exercer sur ces électrons et faciliterait leurs pénétrations dans le noyaux.

je suis trés surpris par cet article, il me semblait que les énergies moléculaire étaient infiniment plus faible que les énergies atomiques.
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[invite8ef897e4]

Bonjour,

le truc c'est que le béryllium ne possède que 4 électrons, donc la couche externe est très proche du noyau, en conséquence les couches "internes" (qui sont aussi externes donc) sont sensibles aux effets moléculaires. Cette équipe a réussi à "comprimer" le nuage électronique, ils ont déformé la distribution de probabilité, de sorte que le recouvrement entre les fonctions d'ondes électroniques et nucléaires augmente. Il devient plus probable qu'un électron se trouve au voisinage direct d'un nucléon (d'un proton) à l'intérieur du noyau. Ceci augmente la probabilité de capture électronique au cours de laquelle un proton absorbe un électron atomique se convertissant ainsi en un neutron plus un neutrino. Ce processus radioactif procède par l'intermédiaire de l'intercation faible et transforme le bérylium en lithium :

Dans ce cas, il faut prendre garde lors du bilan énergétique : une décroissance radioactive implique génériquement un effet tunnel au cours duquel le système total tombe dans un état d'énergie plus faible en traversant une barrière potentielle grâce à la mécanique quantique (en mécanique classique il faut passer par dessus la barrière : il faut fournir suffisamment d'énergie dans l'état initial). Bilan global : le système émet de l'énergie sous forme radiative (neutrino dans ce cas). Il suffit donc de fournir suffisamment (mais peu) d'énergie au niveau moléculaire pour provoquer une augmentation du taux de désintegration radioactive. Cette augmentation n'est que de l'ordre du pourcent.

Measurement of Change of 7Be Decay Rate in Be and Au

[invitea4a042cf]

Salut,

Merci de ton explication, très claire.
Deux questions me viennent à l'esprit :
- est-il possible d'arriver à des modifications du temps de vie supérieurse au pourcent ?
- Est-ce qu'on pourrait réaliser ça pour d'autres élements (je pense bien sûr aux déchets nucléaires) ?
Merci.

[invite8ef897e4]

salut, et merci à toi pour le compliment...

- on ne peut pas tellement augmenter le taux de désintegration. La probabilité est donné par le produit (amplitude pour le processus)*(espace des phases disponible). Je ne crois pas que l'on puisse changer l'amplitude de façon appréciable : on aurait plutôt tendance à avoir du mal à mesurer ses petites variations (renormalisation). En revanche, il nous est possible (comme ici) d'influencer sur l'espace des phases disponibles. Expérimentalement, la question est "comment augmenter la probabilité de rencontre ?" et c'est une question difficile ! Ce genre d'idées théoriques date des années 70, et pourtant on balbutie encore au niveau expérimental. Il me semble peu vraissemblable que continuer dans cette voie s'avère beaucoup plus fructueux (si le but est d'augmenter le taux de décroissance. Le but ici vise plutôt à comprendre le flux de neutrinos solaires) : à trop comprimer une orbite électronique, la relation d'Heisenberg finit par éjecter totalement l'électron concerné qui s'échappe alors à l'infini. Il n'est donc pas possible de "forcer" l'électron à attendre que la capture se produise en restant sagement assis sur un proton En définitive, tout vient de la grande différence de masse entre la proton et l'électron, qui implique une grande différence des longueurs d'ondes de Compton associées : le proton et l'électron ne s'assoient pas naturellement dans les mêmes fauteuils : l'électron remplit un canapé entier pour lui tout seul, et le proton se trouve déjà perdu dans un immense accoudoir.

- voilà une suggestion très intéressante ! Malheureusement, les déchets nucléaires sont trop "gros", trop lourds, i.e. que les couches électroniques internes ne sont pas affectées par les forces molécolaires. Un traitement ordinaire sous faisceau me paraît plus efficace, n'est-ce pas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea4a042cf]

Merci.
En tout cas, c'est intéressant d'un point de vue fondamental, même s'il n'y a pas d'applications.

[triban]

Je m'associe à Cécile pour te remercier.