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



La radioactivité aujourd'hui (6/7)

Les radio-isotopes les plus éloignés de la ligne de stabilité centrale sont généralement qualifiés d'exotiques. Afin de les produire, un grand nombre de réactions nucléaires ont été effectuées, dans les laboratoires du monde entier. Tels les classiques bombardements de nucléides intermédiaires par protons, neutrons, deutons ou particules a ; les fissions de noyaux lourds sous l'action de neutrons thermiques ; les captures successives de neutrons lents par les noyaux intermédiaires ; les bombardements de nucléides intermédiaires par des ions lourds préalablement accélérés, ...

Les physiciens se sont progressivement ainsi éloignés de la vallée de stabilité, atteignant des pics d'instabilité toujours plus élevés, s'approchant par là-même de la limite d'existence des noyaux radioactifs - une limite atteinte lorsque le noyau nouvellement formé se fissure ou se désintègre aussitôt, avant même d'avoir constitué son propre cortège électronique. En ce qui concerne les émetteurs b- situés à gauche de la zone de stabilité, cette limite est atteinte lorsque l'énergie de liaison du dernier neutron du noyau devient nulle. Les émetteurs b+ et a, situés à droite de la vallée de stabilité, se désintègrent aussitôt que formés lorsque les protons ou particules a contenus dans leur noyau disposent d'une énergie suffisante pour traverser la barrière coulombienne. Les transuraniens n'ont quant à eux plus d'existence propre dès lors qu'aucune barrière ne s'oppose plus à leur fission. On parle alors de fission prompte ou instantanée.

Photographie d'un accélérateur
de particules russe.


L'utilisation d'accélérateurs toujours plus performants a permis de mieux connaître les états énergétiques des différents noyaux, de progressivement développer une véritable théorie du noyau, donc. Une théorie faisant apparaître une nette ressemblance de comportement entre les nucléons du noyau, d'une part, les électrons périphériques, d'autre part. Au vu de la très grande stabilité des noyaux d'hélium, d'oxygène, de calcium et de plomb comportant 2, 8, 20 et 126 neutrons et protons, il est apparu en effet que les nucléons du noyau se distribuaient en couches et se déplaçaient sur des orbites correspondant à ces différentes couches. Ainsi, tout se passe à l'intérieur du noyau comme si les différents nucléons étaient soumis à l'action d'un potentiel moyen central ! Il s'agit là du résultat pour le moins surprenant de l'action des forces s'exerçant entre les nucléons du noyau et du principe d'exclusion de Pauli.

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