neutrons

Bonjour,

J'aimerai connaitre le role du neutron dans la cohésion du noyau? Je sais qu'un manque de neutron provoque un element instable (instabilité liée aux charges electriques des protons qui se repoussent) mais quand il y a un excès de neutrons quel phenomène est en jeu? pourquoi n'est il pas encore plus stable?
merci

Pour faire simple un noyau étant un peu comme un amalgame,si tu as trop de neutron le noyau devient trop gros, les liaisons fortes qui assure la cohésion du noyau et qui sont des forces sur des courtes distances n'agissent plus suffisamment.

Si tu désires des explications plus pointues hésites pas.

Bonjour
Il existe au sein des noyaux des forces de cohésion nucléaire (forces d'attraction) qui ont une très forte intensité.à très court rayon d'action. Il n'y a d'ailleurs pas de différence entre proton et neutron à ce niveau là.
Il y a aussi des forces de répulsions coulombiennes puisque les protons sont chargés électriquement de manière positive. Pour éviter cet effet de répulsion les neutrons servent justement à éviter aux protons de se repousser. Et plus il y a de protons plus il faut que la nature mette des neutrons (c'est la règle de répulsion), bien que la symétrie entre proton et neutron soit de mise (c'est la règle de symétrie). On le constate d'ailleurs pour les atomes légers.
Il y a donc ce compromis entre symétrie et répulsion. nous venons de dire : plus le noyau est lourd plus il y a de neutrons. La stabilité des atomes s'affaiblit avec la dissymétrie. Et cela a une limite. Le noyau de bismuth stable comporte 83 protons et 126 neutrons (soit 209 nucléons).
Si on ajoute soit un proton soit un neutron, l'édifice devient instable.
dans tous les cas l'excès de neutrons fait que le noyau est instable et l'atome est radioactif.
exemple : l'atome d'iode stable possède 53 protons et 74 neutrons. L'atome d'iode 131 possède 53 protons et 78 neutrons. ce dernier est radioactif. Et dans le cas d'excès de neutrons la transformation de l'atome se fait par une désintégration appelée désintégration bêta moins.

Voila quelques premiers éléments de réponse. A compléter avec de bonnes lectures.
Nous avons indiquer sur le site quelques ouvrages que l'on peut consulter avec profit.

KLOUG

Et dans le cas d'un excés de protons? c'est une désintégration beta+?

Bonjour fred
Exact ! Ou aussi désintégration par capture électronique, les deux phénomènes pouvant même être en compétition.
KLOUG

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KLOUG a écrit:

Le noyau de bismuth stable comporte 83 protons et 126 neutrons (soit 209 nucléons).KLOUG

Bonjour,
Enfin une occas' de contredire le maître, j'allait pas la manquer!!!

Non le Bismuth 209 n'est pas stable, il est émetteur alpha à 3137 keV avec une période de 2*10¹⁸ ans

voici l' article:

Découverte de la radioactivité naturelle du bismuth
Une équipe de l'Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay (IAS - CNRS,
Université Paris XI) vient de détecter la désintégration de l'isotope 209 du
bismuth. Celui-ci était considéré comme le plus lourd des isotopes stables.
C'est avec un nouveau type de détecteur, un bolomètre scintillant en
germanate de bismuth, que les chercheurs ont réalisé cette première. Ce type
d'instrument de mesure est destiné à la mise en évidence des particules
énigmatiques qui pourraient être l'une des composantes de la matière noire de
l'Univers. Ce résultat est publié dans la revue Nature du 24 avril 2003.
Dès les années 1940, les mesures de masse atomique et les schémas nucléaires
établissaient que l'isotope (1) 209 du bismuth souffrait d'une légère surcharge
pondérale. Seul représentant naturellement abondant du bismuth, l'isotope 209 aurait
pourtant dû se transmuter en isotope 205 de l'élément thallium, après avoir rejeté un
noyau d'hélium (constitué de deux protons et deux neutrons) lors d'une
désintégration dite de type « alpha ». L'énergie récupérée lors de cette cure
d'amaigrissement est parfaitement calculable et s'élève à 3137 keV (kiloélectronVolt).
Si les expériences menées depuis plus de cinquante ans pour observer cette
désintégration ont toutes échoué, elles ont cependant permis de conclure à sa rareté
: la durée de vie devait être supérieure à 2 1018ans ! Une durée de vie si longue que
les tables récentes donnaient définitivement l'isotope 209 du bismuth comme stable.
L'équipe de l'IAS, qui vient d'annoncer l'observation de sa désintégration, est
engagée dans un programme visant à la détection directe de la matière noire de
l'Univers, une des énigmes majeures de la cosmologie, sous la forme de particules
« supersymétriques » baptisées neutralinos. En collaboration avec une équipe de
l'Université de Saragosse, elle a installé en 1999 l'expérience ROSEBUD dans le
tunnel du Somport, le long de l'ancienne liaison ferroviaire Pau-Canfranc (Pyrénées).
Les détecteurs utilisés pour atteindre cet objectif sont des bolomètres (2). Comme la
plupart des groupes engagés dans ce type de détection, l'équipe de l'IAS s'est
investie dans une phase de recherche et développement devant conduire à la
conception de nouveaux détecteurs capables de discriminer les particules entre elles
selon leur nature. Des prototypes de bolomètres scintillants en germanate de
bismuth (« BGO », de formule chimique Bi4Ge3O12) (3) et en tungstate de calcium
(CaWO4) de près de 50 grammes sont testés depuis deux ans au Canfranc et à
l'IAS. Dans cette technique, un couple de bolomètres est enfermé dans une cavité
réfléchissante. L'un, massif, constitue la cible proprement dite des futures
expériences et scintille en réponse à des événements ionisants, tandis que l'autre,
un fin disque de Germanium, absorbe et mesure les photons émis par le premier. La
cible est refroidie à très basse température à 20 milliKelvins, soit près de –273,13°.
Dans la nuit du 14 au 15 mars 2002, lors d'une expérience de calibration du fond
dans un bolomètre de 46 grammes en BGO, les mesures effectuées à l'IAS ont
révélé l'existence d'une « raie inconnue », associée à une désintégration alpha, à
près de 3200 keV. Au petit matin, on relevait ainsi 7 désintégrations ayant ces
caractéristiques sur l'écran de contrôle. Après avoir vérifié qu'il ne s'agissait pas d'un
artefact électrique, les recherches bibliographiques ont montré qu'il s'agissait très
probablement de la désintégration de l'isotope 209 du bismuth. Cette hypothèse a
été validée par la suite sans ambiguïté après avoir été soumise à de nombreux tests.
La durée de vie rapportée de l'isotope 209Bi est de 1,9 1019 ans, soit environ un
milliard de fois l'âge actuel estimé de l'Univers ! L'énergie de la désintégration
déterminée est mesurée précisément à 3137 keV. Ces deux caractéristiques de la
désintégration sont en parfait accord avec les prévisions théoriques, remises à jour à
la lumière des tables de masse et d'énergie les plus récentes. Cette détection
relativement aisée, en laboratoire, de la désintégration d'un isotope réputé stable
jusqu'ici est la démonstration incontestable de la puissance de la technique
associée : les bolomètres scintillants refroidis à très basse température seront
vraisemblablement amenés à jouer un rôle de premier plan dans la détection
d'événements rares, de réactions nucléaires très improbables, ou dans la recherche
de traces infimes de radioactivité…
Pour en savoir plus : http://www.ias.fr
Notes :
(1) Deux isotopes d'un même élément diffèrent par leur nombre de neutrons N. Leur
nombre de protons (Z) et d'électrons est par contre identique : ils sont indiscernables
chimiquement, et occupent donc la même place (d'où le nom d'isotope) dans la
classification périodique des éléments de Mendeleïev. En dehors de l'isotope 209 du
bismuth (Z=83 ; N=126), on connaît 32 autres isotopes du bismuth, ayant des durées
de vie comprises entre 50 microsecondes et 3 millions d'années, qui se manifestent
« furtivement » lors de réactions nucléaires. Ces durées de vie sont bien trop courtes
devant l'âge de l'Univers pour que ces isotopes aient pu subsister en quantité
mesurable.
(2) bolomètre (étymologie : du grec bolê : radiation, jet ; metron : mesure) :
Le bolomètre peut être décrit très schématiquement comme l'assemblage d'un cristal
massif, absorbant le rayonnement à mesurer avec un thermomètre qui lui est collé
dessus. L'ensemble est extrêmement sensible lorsqu'il est refroidi à très basse
température. Les données issues du thermomètre permettent alors de suivre
l'histoire énergétique de tous les événements qui parcourent le cristal.
(3) BGO CrismatecSaint-Gobain Cristaux&Détecteurs : Z.I de Mayencin, 2, rue des
Essarts – 38610 – Gières
Références :
Experimental detection of alpha particles from the radioactive decay of natural
bismuth - Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc & Jean-
Pierre Moalic - Nature 24 avril 2003.

Info CNRS avril 2003

Niko a écrit:

avec une période de 2*10¹⁸ ans

erratum:
Avec une période de 2*10¹⁹ ans.

j'ai tapé trop vitte

On est plus à ça près !
Et ben voila... C'est ça que de regarder de vieux grimoires.
Il était bien considéré comme le plus lourd des isotopes stables.
Mais tout à une fin.

Enfin une occas' de contredire le maître, j'allait pas la manquer!!!

Le Kloug au tapis (compté 8 à la 4762 ème reprise).