Le noyau (Masse et énergie)

Le défaut de masse $\Delta m$ représente la différence entre la somme des masses des nucléons isolés et la masse du noyau formé. Comme le noyau est plus stable (donc moins énergétique) que ses constituants séparés, une partie de la masse est convertie en énergie de liaison lors de la formation du noyau. Par conséquent, la masse du noyau est toujours inférieure à la somme des masses de ses constituants.

💡 À retenir : La masse "manquante" est l'énergie qui maintient le noyau soudé.

Pour savoir si un noyau est stable, tu dois calculer l'énergie de liaison par nucléon, notée $\frac{E_l}{A}$.

1. Calcule le défaut de masse $\Delta m$.
2. Calcule l'énergie de liaison $E_l = \Delta m \cdot c^2$.
3. Divise $E_l$ par le nombre de masse $A$. Plus cette valeur est grande, plus le noyau est stable.

💡 À retenir : $\frac{E_l}{A}$ est le critère de stabilité, pas $E_l$ seul.

Oui, si on te donne la masse de l'atome $M(^A_Z X)$ au lieu de la masse du noyau $m(^A_Z X)$. La masse de l'atome inclut les $Z$ électrons. Pour obtenir la masse du noyau, il faut faire : $m(noyau) = M(atome) - Z \cdot m_e$. Si tu ne fais pas cette soustraction, ton calcul de $\Delta m$ sera faux.

💡 À retenir : Toujours vérifier si la donnée est une masse de noyau ou d'atome.

1. L'indimaj (fusion) : Deux noyaux légers s'unissent pour former un noyau plus lourd (ex: Soleil).
2. L'inchitar (fission) : Un noyau lourd (ex: Uranium) est bombardé par un neutron et se casse en deux noyaux plus légers. Dans les deux cas, il y a libération d'énergie.

💡 À retenir : Fusion = assemblage, Fission = cassure.

Il faut multiplier par $1,602 \cdot 10^{-13}$. Exemple : $1 MeV = 10^6 eV = 10^6 \cdot 1,602 \cdot 10^{-19} J = 1,602 \cdot 10^{-13} J$.

💡 À retenir : $1 eV = 1,602 \cdot 10^{-19} J$.

Oui, lors d'une réaction nucléaire, la masse totale des produits est inférieure à la masse totale des réactifs. Cette "perte" de masse est transformée en énergie libérée selon la relation d'Einstein $E = \Delta m \cdot c^2$.

💡 À retenir : La masse n'est pas conservée, c'est l'énergie totale qui l'est.

La célérité de la lumière dans le vide est $c \approx 3,00 \cdot 10^8 m/s$.

💡 À retenir : Utilise toujours la valeur précise donnée dans l'énoncé.

Parce que les masses des noyaux sont extrêmement petites (de l'ordre de $10^{-27} kg$). Utiliser des kilogrammes rendrait les calculs très difficiles. $1 u$ correspond à $1/12$ de la masse d'un atome de carbone 12.

💡 À retenir : $1 u = 1,66054 \cdot 10^{-27} kg$.

Non. Les noyaux instables (radioactifs) se désintègrent spontanément pour devenir plus stables. La stabilité dépend du rapport entre le nombre de protons et de neutrons.

💡 À retenir : Un noyau est stable si $\frac{E_l}{A}$ est élevé.

Il faut calculer $\Delta E = (\sum m_{produits} - \sum m_{réactifs}) \cdot c^2$. Si $\Delta E < 0$, alors l'énergie libérée est $E_{lib} = |\Delta E| > 0$.

💡 À retenir : Si la masse diminue, l'énergie est libérée.

C'est le facteur de conversion qui permet de passer directement de la masse en unité $u$ à l'énergie en $MeV$. Si $\Delta m$ est en $u$, alors $E (MeV) = \Delta m \cdot 931,5$. C'est très pratique pour gagner du temps.

💡 À retenir : $1 u \cdot c^2 = 931,5 MeV$.

Oui, lors de toute réaction nucléaire, il y a conservation du nombre de charge $Z$ et du nombre de masse $A$ (Lois de Soddy).

💡 À retenir : $\sum A_{réactifs} = \sum A_{produits}$ et $\sum Z_{réactifs} = \sum Z_{produits}$.