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quelques questions en physique nucléaire



  1. #1
    Seirios

    quelques questions en physique nucléaire


    ------

    Pour savoir si un noyau est instable, je pense qu'il faut comparer la force de liaison en utillisant E=mc² avec la force de répulsion des protons entre eux tout en tenant compte de la présence des neutrons.
    Comment utilisé E=mc² ? Parce qu'à chaque fois que je veux l'utiliser je ne sais pas en quelle unité est donné le résultat.
    Comment calculé la force de répulsion entre les protons ?
    Comment tenir compte de la présence des neutrons ?
    Comment savoir quelle radiation va choisir le noyau instable ?
    Et la force faible dans tout ça ?

    Merçi de bien vouloir m'aider parce que je suis perdu

    -----

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  3. #2
    élève au Prytanée

    Talking Re : quelques questions en physique nucléaire

    Salut

    J'aimerais t'aider mais je n'y connais pas grand chose par contre je peux te donner l'adresse d'un bon site qui pourrait te convenir et répondre à tes interrogations.

    va sur "http://www.techniques-ingénieur.fr/affiichage/traite.asp?nID=200393" puis clique sur "bases physiques"
    Bonne recherche
    Dernière modification par élève au Prytanée ; 29/06/2005 à 20h24.

  4. #3
    Meumeul

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Citation Envoyé par Phys2
    Pour savoir si un noyau est instable, je pense qu'il faut comparer la force de liaison en utillisant E=mc² avec la force de répulsion des protons entre eux tout en tenant compte de la présence des neutrons.
    Comment utilisé E=mc² ? Parce qu'à chaque fois que je veux l'utiliser je ne sais pas en quelle unité est donné le résultat.
    Comment calculé la force de répulsion entre les protons ?
    Comment tenir compte de la présence des neutrons ?
    Comment savoir quelle radiation va choisir le noyau instable ?
    Et la force faible dans tout ça ?

    Merçi de bien vouloir m'aider parce que je suis perdu

    SAlut,

    en ce qui concerne la repulsion, si tu consideres te protons classiquement, la premiere idee est de prendre la loi de Coulomb. Cependabt, l'approche est vite infructueuse pour plus de 2 ou 3 protons .
    Pour decrire de gros noyaux, une premiere approche assez simples est le modele de la goutte (liquide). J'ai pas la motive pour detailler ....google !

  5. #4
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Citation Envoyé par Phys2
    Pour savoir si un noyau est instable, je pense qu'il faut comparer la force de liaison en utillisant E=mc² avec la force de répulsion des protons entre eux tout en tenant compte de la présence des neutrons.
    Comment utilisé E=mc² ? Parce qu'à chaque fois que je veux l'utiliser je ne sais pas en quelle unité est donné le résultat.
    Comment calculé la force de répulsion entre les protons ?
    Comment tenir compte de la présence des neutrons ?
    Comment savoir quelle radiation va choisir le noyau instable ?
    Et la force faible dans tout ça ?

    Merçi de bien vouloir m'aider parce que je suis perdu
    Bonjour Phys2,

    J'aimerais que quelqu'un me détrompe, car ça m'interresse, mais à ma connaissance il n'y a pas de modélisation qui permette de faire le genre de prévision que tu espères faire.

    Il me semble que cela ne peut se faire que par la gigantesque base de données déjà en place, des isotopes connus de tous les élements.
    En fait, on constate que certains noyaux sont instables parce qu'ils sont proches des conditions aux limites, soit ils ont trop de protons, soit trop de neutrons par rapport à l'état stable, il faut d'ailleurs dire, aux états stables.

    Seulement voilà, on constate que dans une brochette d'isotopes, il peut y avoir des "trous", des isotopes instables. Pourquoi ?
    Mystère, on le sait, c'est tout, ce n'est pas terriblement bien expliqué.

    Un exemple, le Calcium a 6 isotopes naturels,
    Ca40, 42,43,44, 46, 48
    le Ca41 a une demi-période de 103 000 ans
    le Ca45 de 162 jours
    le Ca47 de 4,5 jours

    De chaque côtés de cette série, les isotopes sont eux aussi trop instables pour exister naturellement.
    Le Ca51 ejecte le neutron qu'il a en trop en qq mSecondes,
    le Ca37 ejecte le proton superflu en 10 secondes.

    A partir de ces données, qu'on trouve sur le Net, on sait par contre, très bien calculer les énergies mises en jeu, en comparant la masse de départ et celle d'arrivée.
    Ex:
    desintégration du C14 en N14 avec emission d'un béta- d'énergie maxi 156,47 KeV.
    Calcul:
    C14 = 14,003241988
    N14 = 14,0030740052
    delta=0,000167983 U.M.A (unité de masse atomique)
    à multiplier par l'energie équivalente : 931,494043 MeV = 1 UMA
    ce qui donne 156,47 KeV, energie distribuée entre l'impultion de l'electron et le recul du noyau selon une courbe statistique.

    L'expérience donne très exactement ce resultat...


    Valable pour toutes les autres:
    Th90/234 = U92/238 + He2/4 + 4,243 MeV maxi.

    238,0507826-234,043595-4,0026032=0,0045556 UMA

    ça marche toujours.
    Ce qui n'est pas modélisé, sous réserves, c'est de savoir déterminer qui est stable et qui est instable. Pour le moment on le sait par expérience.
    Mais comme je le disais plus haut, je ne suis pas dans le secret des découvertes récentes.

    Si ça te dis, je cherche les liens de la base de données sur tous les isotopes, je les ai sur mon PC, mais faut que je cherche les sites.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Meumeul

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Au dernieres nouvelles (rnfin, celles que j'ai) on ne sait effectivement pas prevoir.

    Par contre, une approche quantique (modele en couches) avec une hypothese de champ moyen permet de retrouver les points de fortes stabilité (les "nombres magiques") : Pb,....

  8. #6
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Citation Envoyé par Meumeul
    Au dernieres nouvelles (rnfin, celles que j'ai) on ne sait effectivement pas prevoir.

    Par contre, une approche quantique (modele en couches) avec une hypothese de champ moyen permet de retrouver les points de fortes stabilité (les "nombres magiques") : Pb,....
    Salut Meumeul,
    les nombres magiques ont été découvert depuis bien longtemps déjà, mais ce que je trouve assez bizarre c'est qu'ils ne parlent pas très bien à l'esprit.
    20,28,50,82,126 que ce soit en protons ou en neutrons, on constate des points de stabilité légérement supérieure, mais bof... mis à part les 10 isotopes de Sn50, y a pas de quoi casser 3 pattes à un canard. L'iode 126 n'est pas stable, le Nickel n'a pas de noyaux spécialement interressants, est-ce que Ni28-78 est plus stable(78=28+50) ?
    Si c'est le cas, se serait une évidence.

    Sait-on par exemple expliquer pourquoi 2 élements du tableau n'ont pas un seul isotope stable ?
    Je veux parler du Technetium 43 et du Prométhium 61.

    Il me semble qu'il y a encore pas mal de boulot dans ce domaine. Quand ce sera décanté, ça promet d'être passionnant.

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  10. #7
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    J'ai trouvé la formule de Von Weizsäcker suivante:




    avec les données empiriques:
    av = 15.67;
    as = 17.23;
    ac = 0.714;
    aa = 93.15;
    ap = 11.2
    A=Masse Atomique
    Z=Protons
    N=Neutrons

    Pour C 6/12 on trouve 7.47 MeV par nucléons.

    Pour Fe 26/56 on trouve 8.9 MeV par nucléon
    Dernière modification par Rincevent ; 01/07/2005 à 15h03. Motif: latex

  11. #8
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Voilà un lien qui va faire des heureux, je le sens bien...

    Préparation à l'agrégation de physique

  12. #9
    quetzal

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    perso, la liste des isotopes m'interresserais vivement, je la cherche depuis quelques jours sur le net, mais j'ai un peu de mal, si quelqu'un l'a, je suis preneur...

  13. #10
    Seirios

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    va sur "http://www.techniques-ingénieur.fr/affiichage/traite.asp?nID=200393" puis clique sur "bases physiques"
    Bonne recherche
    Je te remerci pour le site mais j'ai un petit problème, quand je met l'adresse dans google j'arrive pas à trouver le site. J'ai fait une mauvaise manip ?
    perso, la liste des isotopes m'interresserais vivement, je la cherche depuis quelques jours sur le net, mais j'ai un peu de mal, si quelqu'un l'a, je suis preneur...
    Moi aussi !!!!
    J'ai trouvé la formule de Von Weizsäcker suivante:






    avec les données empiriques:
    av = 15.67;
    as = 17.23;
    ac = 0.714;
    aa = 93.15;
    ap = 11.2
    A=Masse Atomique
    Z=Protons
    N=Neutrons

    Pour C 6/12 on trouve 7.47 MeV par nucléons.

    Pour Fe 26/56 on trouve 8.9 MeV par nucléon
    Mais qu'est-ce que ça représente ?

  14. #11
    Seirios

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Le trou dans ma réponse c'est évidemment l'équation de Von Weizsäcker. Une mauvaise manip

  15. #12
    urga

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    On trouve la liste les isotopes dans l'annexe du Perez (Relativité chez Dunod). En photocopiage presque libre dans toute les bonnes bibliothèques universitaires.

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  17. #13
    Meumeul

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Citation Envoyé par Phys2
    Je te remerci pour le site mais j'ai un petit problème, quand je met l'adresse dans google j'arrive pas à trouver le site. J'ai fait une mauvaise manip ?

    Moi aussi !!!!

    Mais qu'est-ce que ça représente ?

    Ca ressemble beaucoup au resultat du modele de la goutte liquide, qui donne la valeur absolue de l'energie de liaison d'un noyau en fonction de (Z, N) sous l'hypothese (en gros) que le noyau est une goutte....d'ou le nom.

  18. #14
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Citation Envoyé par Meumeul
    Ca ressemble beaucoup au resultat du modele de la goutte liquide, qui donne la valeur absolue de l'energie de liaison d'un noyau en fonction de (Z, N) sous l'hypothese (en gros) que le noyau est une goutte....d'ou le nom.
    Bonjour,
    exact et elle a été modifiée depuis le modèle 1935 par des ajouts comme ceci:

    les 2 1er termes représentent le modèle de la goutte d'eau.
    le 3eme celui des energies de repulsion de Coulomb
    le 4eme est l'assymetrie protons/Neutrons
    le dernier celui de l'appariement, quand le nombre de nucléons est pair, on gagne en energie.(d'où le signe + du terme, les autres se soustraient)
    av, as.. sont en MeV.

    J'ai retrouvé la liste de tous les isotopes, avec leurs masses, etc...

    http://physics.nist.gov/cgi-bin/Comp...ii&isotype=all

    il y a une liste plus restreinte:

    http://physics.nist.gov/cgi-bin/Comp...i&isotype=some

  19. #15
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Et puisque nous sommes dans les datas, pour ceux que ça interresse, je me suis amusé à trier la table PDF des constantes physiques. Je les ai mises sous format TXT, et c'est directement expoitable pour ceux qui savent programmer en Visual Basic.
    exemple:

    speedoflightinvacuum = 299792458 ' m s^-1[(exact)]
    magnconstant = 12.566370614...e-7 ' N A^-2[(exact)]
    electricconstant = 8.854187817...e-12 ' F m^-1[(exact)]
    characteristicimpedanceofvacuu m = 376.730313461... ' ohm[(exact)]
    Newtonianconstantofgravitation = 6.6742e-11 ' m^3 kg^-1 s^-2[0.0010e-11]
    Newtonianconstantofgravitation overhbarc = 6.7087e-39 ' (GeV/c^2)^-2[0.0010e-39]
    Planckconstant = 6.626069311e-34 ' J s[0.0000011e-34]
    ....
    il ne fait que 18 Ko mais je ne sais pas le mettre en pièce jointe.
    Existe-t-il la possibilité d'uploader sur le site des fichiers à mettre en partage ?(j'ai bien essayé de le mettre en .jpg, mais pas folle la guêpe, elle vérifie le format )

  20. #16
    urga

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    Ici toutes les constantes à jours:
    http://physics.nist.gov/cuu/Constant...e/allascii.txt

  21. #17
    curieuxdenature

    Re : quelques questions en physique nucléaire

    merci Urga, c'est bien celui que j'ai passé à la moulinette pour le transformer en variables utilisables en VB.(mais bon, celui qui sait programmer en VB n'aura pas besoin de moi pour en faire autant...)

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