La radioactivité est un phénomène spontané. C'est donc qu'il existe des conditions favorables, du point de vue énergétique, pour que la désintégration du noyau puisse se produire. Nous allons étudier cet aspect énergétique, et plus particulièrement répondre aux questions suivantes : Comment calculer l'énergie libérée par une réaction ? Sous quelle(s) forme(s) cette énergie est-elle libérée ?
Prérequis :
Notions de radionucléide et de radioactivité : noyau père, noyau fils, émission alpha, bêta, gamma.
Structure de l'atome et du noyau : protons, neutrons, électrons.
Notion de masse molaire, de masse atomique.
Notion d'équivalence masse-énergie (relation d'Einstein).
Notion de spectre en énergie (spectre continu, spectre de raies).
Objectifs :
Savoir calculer une chaleur de réaction à partir des masses atomiques ou des masses nucléaires.
Interpréter le signe de la chaleur de réaction pour savoir si une réaction est, du point de vue énergétique, possible spontanément ou non.
Savoir expliquer sous quelle(s) forme(s) l'énergie est libérée dans le cas d'une réaction exothermique.
Temps de travail prévu : 1 heure
Il est indispensable avant d'aborder le calcul de la chaleur de réaction de connaître des notions sur la structure de l'atome, du noyau, sur la masse atomique, la masse nucléaire, et d'avoir déjà abordé la relation masse-énergie d'Einstein. N'hésitez pas à revenir à cette partie du cours si vous en ressentez le besoin !
A l'issue de ce cours vous devrez savoir démontrer les formules donnant le Q de réaction en fonction des masse nucléaires et atomiques pour les désintégrations nucléaires alpha et bêta (y compris capture électronique). Vous n'avez pas à connaître les résultats par cœur, mais vous devez être capable de les retrouver rapidement.
Les notions apparaissant en caractères gras dans le texte sont des notions fondamentales que vous devez retenir.
