Fiche de révision : Éléments et transformations nucléaires

📋 Plan du Cours

1. Éléments chimiques dans l’Univers
2. Notation et composition atomiques
3. Lois des réactions nucléaires
4. Fusion et synthèse des éléments
5. Fission au cœur des étoiles
6. Radioactivité et demi-vie

📖 1. Éléments chimiques dans l’Univers

📝 Points essentiels

• L’Univers est formé de 118 éléments chimiques différents, dont 94 naturels et 24 artificiels.

• L’hydrogène ¹H est l’élément chimique le plus abondant de l’Univers et représente près de 75 % des atomes présents.

📖 2. Notation et composition atomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre de masse : Nombre total de nucléons, c’est-à-dire la somme des protons et des neutrons du noyau.
• Numéro atomique : Nombre de protons du noyau et correspond aussi au nombre d’électrons d’un atome neutre.
• Isotopes : Atomes ou noyaux ayant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, et appartenant donc au même élément chimique.

💡 Astuce mémo

Atome neutre, ion chargé, molécule assemblée

📖 3. Lois des réactions nucléaires

📝 Points essentiels

📐 Formule - Lors d’une transformation nucléaire, le nombre de masse se conserve selon $A_1 + A_2 = A_3 + A_4$.

📐 Formule - Lors d’une transformation nucléaire, les numéros atomiques se conservent selon $Z_1 + Z_2 = Z_3 + Z_4$.

💡 Astuce mémo

Soddy : A et Z se conservent

📖 4. Fusion et synthèse des éléments

📝 Points essentiels

• Lors d’une fusion nucléaire, des noyaux légers s’assemblent pour former un noyau plus lourd, avec éjection d’une particule et libération d’énergie.

📐 Formule - Le deutérium et le tritium peuvent fusionner selon $^2_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He + ^1_0n$.

📌 Le fer, de numéro atomique Z = 26, est l’élément le plus stable : les fusions jusqu’au fer libèrent de l’énergie, tandis que la création d’éléments de numéro atomique supérieur à 26 exige de l’énergie.

💡 Astuce mémo

Noyaux légers fusionnent → noyaux plus lourds et énergie

📖 5. Fission au cœur des étoiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Fission : Cassure d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers sous l’impact d’un neutron ou d’une autre particule légère, avec libération de particules et d’énergie.

📝 Points essentiels

• Dans les étoiles, des noyaux légers fusionnent pour produire des noyaux plus lourds, notamment l’oxygène, le carbone et le fer.

💡 Astuce mémo

Fusion : assembler ; fission : casser

📖 6. Radioactivité et demi-vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Radioactivité : Transformation spontanée de noyaux atomiques instables en noyaux plus stables, avec émission de particules et d’énergie ; elle est naturelle, aléatoire et irréversible.
• Demi-vie : Durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initialement présents ont disparu.

📝 Points essentiels

• La radioactivité a été découverte en 1896 par Henri Becquerel.

📐 Formule - Après m demi-vies, le nombre de noyaux radioactifs restant vérifie $N = \frac{N_0}{2^m}$ et, si $t = m\,t_{1/2}$, alors $m = \frac{t}{t_{1/2}}$.

💡 Astuce mémo

Désintégration → décroissance → demi-vie