Récapitulatif :
Nous venons de voir que l'énergie libérée par la radioactivité est égale, en valeur absolue, à la chaleur de réaction Q,et que cette énergie peut être libérée sous deux formes :
sous la forme d'énergie cinétique des corps formés (voie non-radiative) ;
éventuellement, par émission de rayonnement
(voie radiative).
Pour résumer, on peut donc écrire le bilan énergétique d'une désintégration nucléaire comme suit :
Appliquons maintenant cette relation de conservation de l'énergie aux désintégrations alpha et bêta.
Désintégration alpha
L'équation de la désintégration s'écrit :
La relation de conservation de l'énergie est donc de la forme :
Remarque :
Si on résout le système d'équations de conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement, on peut montrer que les particules alpha sont émises avec une énergie cinétique bien définie. On mesure expérimentalement un « spectre de raies ».
Ceci n'est pas le cas pour la radioactivité bêta : le spectre en énergie des particules bêta émises est continu.
Désintégration bêta moins ou bêta plus
Les équations de désintégrations s'écrivent respectivement :
La relation de conservation de l'énergie est donc de la forme :
Capture électronique
L'équation de la désintégration s'écrit :
On voit que la capture électronique est un cas très particulier comparé aux cas précédents car une particule apparaît dans la partie gauche de l'équation. L'électron capturé par le noyau provient de la couche K de l'atome. Il possède une certaine énergie cinétique que l'on notera
. La relation de conservation de l'énergie s'écrit alors :
Dans ces trois cas, l'émission gamma est à prendre en compte seulement si le noyau fils Y est produit à l'état excité. Si le noyau Y est produit à l'état fondamental, l'énergie est simplement libérée sous la forme d'énergie cinétique des noyaux et particules formés.
