Radioactivité naturelle : énergie

[Hawru]

Bonjour à tous,

Sur un site web (https://www.connaissancedesenergies..../radioactivite) j'ai trouvé le paragraphe suivant :

"La radioactivité est l’émission de rayonnement par des atomes fusionnant ou se désintégrant. Lorsqu’un noyau atomique instable, parce que trop léger ou trop lourd, se fond avec d’autres ou se scinde, il émet l’énergie équivalente à sa perte de masse sous trois formes :

α, alpha (noyaux d’hélium) ;
β, bêta (électrons) ;
γ, gamma (rayonnement électromagnétique).

Si la désintégration est spontanée, on parle de radioactivité naturelle. Si elle est provoquée par une réaction nucléaire, on parle de radioactivité artificielle ou induite."

Le problème est le suivant : je pensais que lors d'une désintégration spontanée d'un noyau instable (qui concerne donc la radioactivité alpha et bêta) les nucléons séparés au stade final étaient plus lourds que les neutrons associés du noyau atomique et que ça correspondait donc à un gain de masse = pas de libération d'énergie. Toutefois, il semble que ce que je crois ne correspond pas ce qui est dit sur ce site. Pourriez-vous m'aider en m'expliquant la situation ?

Merci d'avance
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[XK150]

Bonjour ,

Dans les 4 modes ( vous pouvez ajouter la capture électronique ) de désintégration naturelle cités , vous n'avez pas séparés les nucléons : on va donc oublier les énergies de liaison .

Encore par définition , le bilan Q ( chaleur de réaction , énergie libérée ) des désintégrations citées , se calcule à partir des masses des noyaux ( ... des noyaux : masse nucléaire ) .
Ceci impose , dans les 4 cas , que la masse nucléaire initiale soit supérieure aux masses nucléaires présentes après désintégration .

[Hawru]

Merci de votre réponse mais je ne comprends pas très bien. Les noyaux atomiques instables ne se "décomposent"-ils pas en leurs nucléons au cours de ces désintégrations spontanées ? Les énergies de liaison ne concernent-elles pas les réactions nucléaires spontanées ? Je ne comprends pas pourquoi les masses des noyaux atomiques au stade final seraient plus lourdes, je pensais que c'était seulement le cas pour les réactions nucléaires provoquées.

[XK150]

Re ,

Dans les 4 modes de désintégration décrits , y a t il émission de nucléon ? Non . Nucléon = proton ou neutron .
Relisez ma réponse : dans les 4 cas , la masse initiale doit être supérieure aux masses finales .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Hawru]

Est-ce que ça veut dire qu'en fait quand on évoque des nucléons séparés (avec l'énergie de liaison) cela correspond en réalité à une émission de nucléons ?

[XK150]

Oui , on peut dire cela ;
Mais à mon tour de vous demander : quand voyez vous des nucléons séparés ? Qui évoque et où , des nucléons séparés ?
Ce n'est pas un piège , c'est juste pour savoir ce que vous avez lu , d'où vous vient cette idée ?

[Hawru]

D'accord merci.
Je suis allé sur un site pédagogique et il y avait écrit : "La masse d'un noyau atomique est plus petite que celle de ses constituants (protons et neutrons) pris séparément [...] L'énergie de liaison d'un noyau El est l'énergie qu'il faut fournir à un noyau pour le dissocier en ses nucléons. Elle est liée à un défaut de masse DeltaM du noyau d'après la relation d'équivalence masse-énergie d'Einstein ..." Du coup j'en avais déduit que la séparation des nucléons était une étape obligatoire des désintégrations spontanées avant la formation d'un noyau fils, d'une particule et d'un rayonnement gamma

[XK150]

En fait , il y a un mode de désintégration naturelle pour certains noyaux lourds avec émission de neutrons , c'est la fission spontanée . Très peu courant .
Donc , je me demandais si c'est à cela que vous faisiez allusion .
Peut être le verrez vous en cours , peut être pas , tout dépend de vos études .

[Hawru]

Grâce à vous j'ai pu résoudre bon nombre de problèmes et je vous en remercie. Il me reste une question. Pourquoi la masse des produits est-elle inférieure à celle des réactifs dans le cas des réactions nucléaires comme la fission et la fusion ? Lors de ces désintégrations, il y a émission de neutrons généralement donc le noyau atomique s'est "décomposé" en ses nucléons et ces nucléons pèsent plus lourds que le noyau atomique ce qui voudrait dire que la masse des produits devrait être supérieure à celle des réactifs

[XK150]

Re ,

On va dire simplement que les nucléons séparés changent le bilan en énergie de liaison ...

Vous avez 3 moyens ( en fait 2 ) de calculer le bilan d'une réaction nucléaire ; On prend l'exemple d'une réaction exothermique , de l'énergie apparaît :

1 - Avec les masses réactifs - produits : la masse coté produits doit avoir diminué , la différence est l'énergie dégagée .

2 - Avec les énergies de liaison ou les défauts de masse ( qui sont strictement identiques , 2 expressions pour désigner la même chose ) :
l'énergie de liaison ( défaut de masse ) doit avoir augmentée coté produits , l'énergie de liaison est un " manque " , s'il en manque encore plus , c'est que de l'énergie s'est dégagée .

Mais ce ne sont évidemment pas des calculs différents , la méthode 1 cache et inclut les énergies de liaison .
Dans une fission , on retrouve le même nombre de nucléons après - avant : l'énergie produite ne peut provenir que d'une variation des énergies de liaison .