i.Équivalence masse – énergie

1)  Relation d’Einstein

Toute particule de masse m possède une énergie E donnée par la relation d’Einstein :  E = m. c²

c : La célérité de la lumière dans le vide c = 3. 10⁸m/s

2)  Unités de masse et d’énergie

Remarque :  On utilise souvent : 1u = 931.5 Mev.c^-2

ii.Energie de liaison du noyau

1)  Défaut de masse du noyau Δm

Le défaut de masse Δm d’un noyau ^A_ZX est la différence entre la somme des masses de ses nucléons pris séparément et la masse du noyau :

Δm = Zm_p + (A − Z)m_n − m(^A_ZX)

2)  Énergie de liaison d’un noyau E_l

L’énergie de liaison E_l d’un noyau est l’énergie que le milieu extérieur doit fournir à un noyau ^A_ZX pour le dissocier en nucléons séparés :

E_l = Δm. c² = [Zm_p + (A − Z)m_n − m(^A_ZX)]. c²

3)  Energie de liaison par nucléon ξ

L’énergie de liaison par nucléon ξ est donnée par :

ξ = E_lAavec

• Un noyau est d’autant plus stable que son énergie de liaison par nucléon est grande

iii.Réaction nucléaire

1)  La fusion nucléaire

La fusion est une réaction nucléaire au cours de laquelle deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau lourd. (Exemple :³₁H  + ²₁H → ⁴₂He + ¹₀n)

2)  La fission nucléaire

La fission est une réaction nucléaire au cours de laquelle un neutron lent (neutron thermique) brise un noyau lourd pour former deux noyaux plus légers. (Exemple  ¹₀n + ²³⁵₉₂U → ⁹⁴₃₈Sr + ¹⁰⁴₅₄Xe + 2. ¹₀n )

3)  Energie d’une réaction nucléaire

L’énergie de la transformation nucléaire est donnée par la relation suivante :

ΔE = Δm.c² = [ Σ m_(produits) − Σ m_(réactifs) ] c²

iv.Stabilité des noyaux et courbe d’Aston