Stabilité des atomes
On connaît près de 2000 noyaux d'atomes mais seulement 279 sont stables, c'est-à-dire qu'ils ne se désintègrent pas. Quelques règles simples permettent d'identifier les noyaux stables :
pour les noyaux légers (Z<20), les noyaux stables ont un nombre de protons égal au nombre de neutrons
pour les atomes lourds, il faut plus de neutrons que de protons afin de neutraliser les forces de répulsion croissantes entre les protons ( la masse volumique du noyau est d'environ ${{10}^{14}}g/c{{m}^{3}}$ )
80% des noyaux stables possèdent un nombre pair de protons et 78% un nombre pair de neutrons
Tous les éléments qui contiennent plus de 83 protons sont radioactifs.
Il est possible de synthétiser au laboratoire des radio-isotopes (artificiels) qui n'existent pas à l'état naturel :
${}_{13}^{27}Al\,+\,{}_{2}^{4}He\to \,{}_{15}^{30}P\,+\,{}_{0}^{1}n$ (première synthèse réalisée en 1934 par Pierre et Irène Joliot-Curie)
Si l'on compare la masse du noyau et la masse individuelle des protons et neutrons qui le composent, on trouve un défaut de masse dans le noyau qui correspond à l'énergie de cohésion du noyau. Cette énergie peut être calculée à l'aide de la relation d'Einstein : $\text{E=m}{{\text{c}}^{\text{2}}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ avec c= 3}\text{.1}{{\text{0}}^{\text{8}}}\text{m}{{\text{s}}^{\text{-1}}}$. Quand on trace l'énergie de cohésion par nucléon, on constate que le noyau le plus stable est celui de $^{\text{56}}\text{Fe}$ . Ceci explique la grande abondance du fer dans l'univers. On voit que des réactions de fusion ou de fission des noyaux peuvent fournir des quantités d'énergie énormes. (facteur d'environ ${{10}^{6}}$ par rapport aux réactions chimiques classiques où les noyaux sont conservés intacts). |  |
