Le noyau atomique est constitué de protons et de neutrons, appelés nucléons. Sa masse est toujours inférieure à la somme des masses de ses nucléons isolés : cette différence est le défaut de masse Δm. L'énergie de liaison E<sub>l</sub> = Δm·c² mesure l'énergie nécessaire pour dissocier le noyau. Plus l'énergie de liaison par nucléon est grande, plus le noyau est stable. La courbe d'Aston montre un maximum de stabilité autour du fer 56.
💡 À retenir : Le défaut de masse Δm = (Z·m<sub>p</sub> + N·m<sub>n</sub>) – m<sub>noyau</sub> est à l'origine de l'énergie de liaison.
Complète la phrase
Le défaut de masse se calcule par Δm = (Z·m_p + N·m_n) –
☢️
Transformations spontanées
Radioactivité et loi de décroissance
La radioactivité est une transformation spontanée d'un noyau instable en un autre noyau, avec émission de particules α, β ou γ. La désintégration suit une loi statistique : le nombre de noyaux restants décroît exponentiellement selon N(t) = N₀ e⁻λt. La demi-vie T est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initiaux se sont désintégrés, liée à la constante radioactive λ par T = ln2/λ. L'activité A = λN, mesurée en becquerels (Bq), représente le nombre de désintégrations par seconde.
💡 À retenir : La décroissance radioactive est modélisée par une loi exponentielle décroissante.
💥
Réactions provoquées
Fission et fusion nucléaires
La fission est la cassure d'un noyau lourd (ex. uranium 235) après capture d'un neutron, libérant une grande énergie et d'autres neutrons capables d'entretenir une réaction en chaîne. La fusion est l'union de noyaux légers (ex. deutérium et tritium) à très haute température, formant un noyau plus lourd et libérant encore plus d'énergie. Dans les deux cas, l'énergie libérée provient de la conversion d'un défaut de masse selon la relation d'Einstein ΔE = Δm·c².
💡 À retenir : Fission et fusion transforment une partie de la masse en énergie selon ΔE = Δm·c².
🔬
Utilisations et enjeux
Applications du nucléaire
La radioactivité et les réactions nucléaires ont de nombreuses applications concrètes. En médecine, la radiothérapie et l'imagerie (scintigraphie, TEP) utilisent des isotopes radioactifs. La datation au carbone 14 permet d'estimer l'âge de vestiges organiques jusqu'à 50 000 ans. Les centrales nucléaires exploitent la fission de l'uranium pour produire de l'électricité. Ces technologies imposent une gestion rigoureuse des déchets radioactifs et une maîtrise des risques de contamination.
💡 À retenir : La radioactivité est un outil puissant en médecine, archéologie et production d'énergie, mais exige une gestion responsable.