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I. vallée de la stabilité :
325 noyaux stables sont aujourd'hui connu et plus de 1200 noyaux radioactifs "naturels" alors qu'une centaine d'éléments chimiques seulement constitue notre tableau périodique. Si l'on classe les noyaux stables (en rouge) en fonctions de leur nombre de neutrons et de protons nous obtenons un diagramme.
Les noyaux stables se trouvent plus ou moins sur une courbe longeant la bissectrice N=Z pour les noyaux légers et s'en écartent ensuite vers le haut pour les noyaux plus lourds. Cette courbe (reliant tous les carrés rouges) est appelée "vallée de la stabilité" car les noyaux radioactifs disposés de part et d'autres de cette courbe (autres couleurs) ont tendance à se transformer en noyaux plus stables et à rejoindre la vallée de la stabilité. Toutefois, ce retour à la vallée de la stabilité n'est pas direct.
N=Z pour les noyaux légers, car les forces de répulsions entre les protons ne sont pas trop importante et un petit nombre de neutrons permet la cohésion du noyau.
N>Z pour les noyaux lours (Z>20) car quand le nombre de protons augmente, le volume du noyau augmente et les forces nucléaires liant deux élements de la périphérie du noyau diminuent plus vite que les forces de répulsions électrostatiques. Si l'on augmente le nombre de neutrons, cela compense cette diminution.
II. définition de la radioactivité :
Un noyau radioactif est un noyau instable qui se transforme spontanément en un noyau plus stable en émettant un rayonnement.
III. Lois de conservation :
Les réactions nucléaires vérifient quatres lois de conservation :
- conservation de la quantité de mouvement (q = m.v)
- conservation de l'énergie (E=mc²)
- conservation des charges électriques (Z)
- conservation du nombre de nucléons (A)
