Histoire de la radioactivité :
la radioactivité naturelle : un pas vers le nucléaire



Les conséquences de la découverte de la radioactivité naturelle (3/6)

Nous sommes en 1913. Afin de mieux rendre compte de la stabilité interne de l'atome, Niels Bohr (1885 - 1962) introduit la constante de Planck dans le modèle planétaire d'Ernest Rutherford et construit son propre modèle de l'atome d'hydrogène - un modèle hybride, mi-classique mi-quantique, qui oblige chaque électron à occuper une orbite circulaire d'énergie donnée. S'ensuivra, dès 1920, la formulation de son fameux principe de construction, ou principe de remplissage progressif des niveaux d'énergie disponibles. Un principe auquel le principe d'exclusion de Wolfgang Pauli (1900 - 1958) viendra bientôt se surajouter, fixant définitivement ainsi les règles de remplissage des orbites électroniques.




Portrait de Niels Bohr (1885-1962)


Dès 1913, il était apparu à Niels Bohr que les propriétés chimiques d'un élément devaient résulter du taux de remplissage de ses couches électroniques externes. Il pressentait par ailleurs que les radioactivités a et b constituaient une propriété interne au noyau. Ce qu'Ernest Rutherford démontrera, quelques années plus tard, au moyen d'un dispositif analogue à celui utilisé pour étudier la diffusion des particules a. Sur un petit écran recouvert de sulfure de zinc, il observera ainsi les scintillations produites par l'impact des particules a émises par un échantillon de radium C. Des scintillations en nombre d'autant plus faible que le nombre de plaques métalliques disposées entre la source et l'écran augmentait. Et pour cause ! Ces plaques métalliques interceptaient le rayonnement incident, le diffusant dans diverses directions - dans des directions différentes de celle de l'écran, en l'occurrence. Lorsqu'il introduisit de l'air entre la source de radium et l'écran, le nombre de scintillations augmenta cependant. Ce qui laissait supposer que la rencontre entre les particules a incidentes et certains atomes de l'air avait été la source de nouvelles particules - des particules qu'Ernest Rutherford nomma protons et définit comme la charge d'électricité positive contenue au sein de l'atome d'hydrogène. Une charge dont tout autre noyau se devait d'être un multiple entier - égal au nombre d'électrons gravitant autour de lui en l'occurrence, et ce, afin de respecter la neutralité électrique de l'atome.

Ernest Rutherford interpréta ce phénomène comme la désintégration, sous l'effet d'une particule a, d'un atome d'azote en un atome d'oxygène, avec émission d'un proton. La première réaction nucléaire provoquée venait d'avoir lieu, dont Patrick Maynard Stuart Blackett (1897 - 1974) prendra quelques années plus tard des clichés, au moyen d'une chambre Wilson.






Sur ce cliché Wilson figurent les trajectoires rectilignes des particules a incidentes.
L'une d'elles se scinde brutalement en deux parties : la trajectoire la
plus longue correspond au proton émis ; la plus courte
au noyau de recul de l'atome d'oxygène produit.




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