Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Nucléides, taille et densité » ?

Définition 25.1 Physique universitaire — 3e année · Chapitre 25 — Physique nucléaire

Un nucléide ZAX^{A}_{Z}\text{X} contient ZZ protons et N=AZN = A - Z neutrons, liés par l’interaction forte : intense (100×{\sim}100\,\times Coulomb au contact), de courte portée (1fm{\sim}1\,\mathrm{fm}, ressentie des seuls voisins qui se touchent) et aveugle à la charge (elle agrippe protons et neutrons pareillement). Les expériences de diffusion donnent à tout noyau la même recette : un rayon

R=r0A1/3,r01.2fm,R = r_0A^{1/3} , \qquad r_0 \approx 1.2\,\mathrm{fm} ,

si bien que le volume croît comme AA et que la densité est un universel ρ2.3×1017kg/m3\rho \approx 2.3 \times 10^{17}\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3} — une goutte de pluie de cette matière pèserait comme une flotte de pétroliers, et le Chapitre 27 rencontrera des étoiles entières à cette densité. Les isotopes partagent ZZ mais diffèrent par NN : même chimie, destins nucléaires différents.

La vallée de stabilité. Les noyaux légers équilibrent leurs deux échelles de Fermi (N = Z) ; les lourds diluent leur facture coulombienne avec des neutrons supplémentaires. Un nucléide hors du fond de la vallée y revient par désintégration  — et les fragments de fission, nés bien au-dessus de la ligne, sont furieusement radioactifs pour exactement cette raison.
La vallée de stabilité. Les noyaux légers équilibrent leurs deux échelles de Fermi (N=ZN = Z) ; les lourds diluent leur facture coulombienne avec des neutrons supplémentaires. Un nucléide hors du fond de la vallée y revient par désintégration β\beta — et les fragments de fission, nés bien au-dessus de la ligne, sont furieusement radioactifs pour exactement cette raison.
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