Physique (transformations nucléaires cours)

La transformation nucléaire

1. Isotopes d’un élément

Les isotopes sont des atomes qui ont des numéros atomiques Z identiques mais des nombres de masse différents. Ils appartiennent au même élément chimique, donc ils sont représentés par le même symbole. Pour les distinguer, on indique le symbole et le nombre de masse A. Pour les nommer, on donne le nom de l’élément suivi du nombre de masse.

Exemple : les isotopes les plus abondants du chlore : chlore 35 et chlore 37 (Z = 17)

2. Les transformations nucléaires

Lors d’une transformation nucléaire, les nucléons de noyaux atomiques ou de particules libres (proton, neutron) se réarrangent pour former de nouveaux noyaux atomiques ou particules libres.

Une transformation nucléaire est représentée par une équation dans laquelle apparaissent les écriture conventionnelles des noyaux et/ou des particules libres :

X1 + X2 → X3 + X4

Lors d’une transformation nucléaire, il y a :

a) conservation du nombre de nucléons : A1 + A2 = A3 + A4

b) conservation de la charge électrique : Z1 + Z2 = Z3 + Z4

La fission nucléaire est une transformation nucléaire au cours de laquelle un noyau atomique lourd est fragmenté en noyaux atomiques plus légers. Elle se produit spontanément ou sous l’impact d’un neutron.

Exemple : la fission d’un noyau de plutonium 239 sous l’impact d’un neutron

La fusion nucléaire est une transformation nucléaire au cours de laquelle deux noyaux atomiques légers s’assemblent pour former un noyau plus lourd. La fusion nucléaire se produit par collision de noyaux atomiques notamment au cœur des étoiles.

Exemple : la fusion d’un noyau d’hydrogène 2 avec un noyau d’hydrogène 3 avec formation de hélium 4 et d’un neutron.

D’après A. Einstein, la masse peut être convertie en énergie et inversement. La fission et la fusion sont des transformations nucléaires qui libèrent de l’énergie : ce sont des transformations exothermiques. Elles sont accompagnées d’une perte de masse : cette masse est convertie en énergie.

L’énergie libérée par la fission est utilisée dans les centrales nucléaires pour produire de l’énergie électrique.

Au cœur des étoiles, l’énergie libérée par la fusion nucléaire est convertie en énergie lumineuse.

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