Chimie nucléaire

Dans cette partie, nous allons aborder la notion de stabilité des éléments. En effet, certains éléments ne sont pas stables et vont donc se désintégrer jusqu’à ce qu’il retrouve une certaine stabilité (désintégration naturelle).

La figure V donne le nombre de neutrons en fonction du nombre de protons. La zone en jaune est la zone des éléments stables. Chez les éléments légers, les nuclides stables sont ceux qui ont un même nombre de neutrons et de protons (ils suivent la ligne rouge).

Chez les éléments lourds, les isotopes ont besoin de plus de neutrons pour arriver à contenir l’augmentation des répulsions électrostatiques dues au nombre élevé de protons dans le noyau. Il y a donc plus de neutrons et on s’écarte de la droite rouge. En général, les éléments lourds vont plus facilement se désintégrer pour revenir dans la zone jaune qui représente la stabilité. On remarque qu’il existe 3 zones d’instabilité distinctes dans ce schéma. Elles correspondent chacune à un type de désintégration particulier :

Zone 1 : Les éléments dans cette zone ont un excès de neutrons. Pour revenir dans la zone de stabilité, des neutrons doivent se transformer en proton.

Enfin, il est rare qu’un élément instable devienne stable en une seule désintégration. En effet, ce processus nécessite souvent une série de désintégration. Par exemple, la transformation de l’uranium 238 en plomb 208 comprend 14 désintégrations successives. Pour équilibrer une transformation radioselected, il faut que le nombre de masse et la charge soient conservés

Il existe plusieurs méthodes pour détecter la présence d’une désintégration. La plaque photographique en est une : Les rayonnements des produits radioactifs impressionnent un film photographique tout comme la lumière. Le Compteur à scintillation en est une autre : les rayonnements des produits radioactifs font émettre de la lumière visible à certaines substances comme le sulfure de Zinc.

Néanmoins, en général, on utilise le Compteur Geiger-Muller (figure VI). Cet appareil inventé en 1928 mesure le taux de radioactivité.