Fiche de révision : Introduction à la stabilité et à la radioactivité nucléaire

📋 Plan du Cours

1. Composition noyau atomique
2. Nucléons protons neutrons
3. Noyaux isotopes
4. Stabilité nucléaire
5. Diagramme (N,Z)
6. Radioactivité naturelle
7. Désintégration alpha
8. Désintégration beta
9. Rayonnement gamma
10. Loi de décroissance
11. Demi-vie radioactive
12. Activité radioactive

📖 1. Composition noyau atomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau atomique : Partie centrale de l’atome constituée de nucléons, soit protons et neutrons, qui détermine la masse et l’identité de l’élément (voir section 2).
• Proton : Particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive (+e = 1,6×10⁻¹⁹ C) et ayant une masse approximative de mp = 1,673×10⁻²⁷ kg (PERROUX, 2000).
• Neutron : Particule subatomique électriquement neutre (charge 0) avec une masse mn ≈ mp = 1,675×10⁻²⁷ kg.
• Symbole notation XA_Z : Représentation standard d’un noyau atomique où X est le symbole chimique, Z le numéro atomique (nombre de protons), et A le nombre de masse (nombre total de nucléons).
• Relation A, Z, N : Le nombre de neutrons N est donné par N = A – Z, où A est le nombre de masse et Z le nombre de protons.
• Correspondance Z-élément chimique : Chaque valeur de Z correspond à un élément chimique spécifique dans la classification périodique (ex : Z=1 pour l’hydrogène, Z=92 pour l’uranium).

📝 Points essentiels

• Le noyau est constitué de nucléons : protons (charge +e, masse mp) et neutrons (charge 0, masse mn).
• La notation XA_Z permet d’identifier précisément un noyau, en indiquant son élément (X), son numéro atomique Z, et son nombre de masse A.
• La relation A = Z + N relie le nombre de masse, le nombre de protons et de neutrons.
• Chaque élément chimique est défini par Z, et sa position dans la classification périodique est liée à Z.
• Exemple : Le noyau du plutonium Pu-238 est noté 94 238 Pu, avec Z=94 protons et N=144 neutrons.

💡 À retenir

Le noyau atomique, composé de nucléons (protons et neutrons), est caractérisé par sa notation XA_Z, où Z détermine l’élément chimique, et A le nombre total de nucléons, avec N = A – Z.

📖 2. Nucléons protons neutrons

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléons : particules constituant le noyau atomique, comprenant les protons et neutrons.
• Protons : nucléons portant une charge électrique positive de +e (avec e = 1,6×10⁻¹⁹ C) et ayant une masse mp ≈ 1,673×10⁻²⁷ kg, selon PERROUX (date).
• Neutrons : nucléons électriquement neutres (charge 0), avec une masse mn ≈ 1,675×10⁻²⁷ kg, très proche de celle des protons, selon PERROUX (date).
• Masse des nucléons : la masse approximative des protons et neutrons est égale, ce qui simplifie la modélisation du noyau.
• Rôle des nucléons : ils constituent la matière du noyau atomique, déterminent la masse et la charge totale de l’atome, et leur nombre influence la stabilité nucléaire.

📝 Points essentiels

• Les nucléons sont de deux types : protons (charge +e, masse mp) et neutrons (charge 0, masse mn), avec une masse très proche (m ≈ 1,67×10⁻²⁷ kg) selon PERROUX (date).
• La composition du noyau est caractérisée par le nombre de protons (Z, numéro atomique) et de neutrons (N), où N = A - Z, A étant le nombre de masse.
• La masse approximative des protons et neutrons étant égale permet de considérer le noyau comme une sphère de masse concentrée, facilitant les calculs de stabilité et de dynamique nucléaire.
• Les nucléons jouent un rôle central dans la constitution du noyau, influençant ses propriétés chimiques et nucléaires, notamment la stabilité (voir section 4).
• La notation XA_Z indique un noyau avec Z protons, A nucléons, et N neutrons, où X est le symbole chimique de l’élément.

💡 À retenir

Les nucléons, protons et neutrons, forment la matière du noyau atomique, avec une masse approximative égale, et déterminent la composition et la stabilité de l’atome.

📖 3. Noyaux isotopes

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotopes : Noyaux d’un même élément chimique ayant le même nombre de protons (Z) mais un nombre de neutrons (N) différent, donc un même Z mais des A (nombre de nucléons) différents.
• Différence entre isotopes : Elle réside dans le nombre de neutrons, ce qui modifie le nombre de masse A sans changer le nombre de protons Z.
• Exemples d’isotopes du carbone : C-12 (Z=6, N=6), C-13 (Z=6, N=7), C-14 (Z=6, N=8). Tous ont le même Z mais des A différents.
• Notion d’isotopes naturels : Isotopes présents dans la nature sans intervention humaine, comme le carbone 12, 13 et 14.
• Impact sur la nature chimique : Les isotopes d’un même élément ont des propriétés chimiques identiques, car ces propriétés dépendent principalement du nombre de protons et de la configuration électronique, non du nombre de neutrons.

📝 Points essentiels

• Les isotopes se distinguent uniquement par leur nombre de neutrons, ce qui modifie leur masse A, mais pas leur Z (nombre de protons). (source : "La composition d’un noyau")
• La stabilité ou l’instabilité d’un isotope dépend de sa composition nucléaire, notamment du rapport N/Z, illustré par le diagramme (N,Z) où la vallée de stabilité indique les noyaux stables. (source : "Le diagramme (N,Z)")
• La présence d’isotopes naturels comme C-12, C-13, C-14 dans la nature influence des processus comme la datation par le carbone 14, basé sur la désintégration radioactive de cet isotope. (source : "Datation de vestiges organiques par le carbone 14")
• La différence de neutrons n’affecte pas la chimie, mais elle peut influencer la stabilité nucléaire, la radioactivité, et donc la nature physique de l’isotope.

💡 À retenir

Les isotopes d’un même élément ont des propriétés chimiques identiques mais des masses différentes, et leur stabilité varie selon leur composition nucléaire, influençant leur présence dans la nature et leur utilisation en sciences.

📖 4. Stabilité nucléaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyaux stables et instables : Les noyaux stables possèdent une configuration énergétique qui leur confère une grande durée de vie, tandis que les noyaux instables, ou radioactifs, se désintègrent spontanément en émettant des particules ou rayonnements, comme le montre Rutherford et Soddy (début XXe siècle).
• Radioactivité comme désintégration spontanée : Phénomène physique naturel où un noyau instable se transforme spontanément en un noyau différent en émettant des particules α, β ou un rayonnement γ, selon Becquerel (1896).
• Existence de noyaux artificiels instables : Plus de 1500 noyaux créés artificiellement par réaction nucléaire, qui sont généralement instables et se désintègrent selon des lois statistiques, comme l’a montré Irène et Frédéric Joliot-Curie (1936).
• Critères de stabilité (valle de stabilité) : Sur le diagramme (N,Z), les noyaux stables se situent dans une zone centrale appelée vallée de stabilité, où la proportion neutrons/protons est optimale ; au-delà ou en-deçà, les noyaux deviennent radioactifs.
• Notion de durée de vie des noyaux : La durée pendant laquelle un noyau radioactif reste intact avant de se désintégrer, caractérisée par la demi-vie, qui varie selon l’isotope, comme défini par t1/2 = ln(2)/λ.
• Critère de stabilité basé sur le diagramme (N,Z) : La position relative d’un noyau par rapport à la vallée de stabilité détermine sa stabilité ou sa radioactivité ; ceux situés au-dessus ou en-dessous de cette vallée sont généralement instables.

📝 Points essentiels

• La majorité des noyaux naturels sont stables, mais certains, notamment parmi les éléments lourds et artificiels, sont instables et se désintègrent spontanément.
• La stabilité d’un noyau peut être prédite à partir de sa position dans le diagramme (N,Z) : ceux sur la droite Z=N ou proches sont souvent stables, tandis que ceux en dehors de la vallée de stabilité sont radioactifs.
• La désintégration radioactive suit une loi exponentielle : $N(t) = N_0 \times e^{-\lambda t}$, où $\lambda$ est la constante radioactive.
• La demi-vie $t_{1/2}$ est une caractéristique propre à chaque isotope, liée à $\lambda$ par : $t_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\lambda}$.
• La compréhension de la stabilité nucléaire permet notamment la datation par le carbone 14, ainsi que l’utilisation en médecine nucléaire, comme illustré par Becquerel (1896) et Joliot-Curie (1936).

💡 À retenir

La stabilité d’un noyau dépend de sa position dans le diagramme (N,Z) et de sa configuration énergétique ; la désintégration radioactive suit une loi exponentielle caractérisée par la demi-vie, permettant de prévoir la durée de vie des noyaux instables.

📖 5. Diagramme (N,Z)

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme (N,Z) : représentation graphique où N (nombre de neutrons) est en abscisse et Z (nombre de protons) en ordonnée, permettant de visualiser la stabilité des noyaux.
• Noyaux stables : noyaux qui ne se désintègrent pas spontanément, situés principalement dans la vallée de stabilité. Selon AUTEUR (date), ils se regroupent autour de la droite Z=N ou en dessous pour Z>20.
• Noyaux radioactifs : noyaux instables situés en dehors de la vallée de stabilité, pouvant se désintégrer via β-, β+ ou α, selon leur position par rapport à la vallée.
• Vallée de stabilité : zone centrale du diagramme (en noir), regroupant la majorité des noyaux stables, représentant la configuration la plus favorable énergétiquement.
• Position des noyaux par rapport à Z=N : pour Z<20, les noyaux stables se trouvent sur la droite Z=N ; pour Z>20, ils se situent en dessous de cette droite.
• Classification des noyaux radioactifs :
  • Au-dessous de la vallée : noyaux radioactifs β- (excès de neutrons).
  • Au-dessus de la vallée : noyaux radioactifs β+ (excès de protons).
  • En bout de vallée : noyaux lourds radioactifs α (grand A).

📝 Points essentiels

• Le diagramme (N,Z) permet de distinguer facilement noyaux stables et instables, en repérant leur position relative à la vallée de stabilité. La droite Z=N correspond aux éléments légers où la stabilité est souvent sur cette ligne, mais pour Z>20, la majorité des noyaux stables se trouvent en dessous.
• La vallée de stabilité est une zone en forme de vallée où la majorité des noyaux sont stables, délimitée par la position des isotopes stables. La position de ces noyaux est influencée par la nécessité d’équilibrer la force nucléaire attractive et la répulsion électrique entre protons.
• La classification des noyaux radioactifs selon leur position par rapport à la vallée permet de prévoir leur type de désintégration :
  • Au-dessous : désintégration β- (excès de neutrons).
  • Au-dessus : désintégration β+ (excès de protons).
  • En bout : désintégration α (noyaux lourds).
• La représentation graphique facilite la compréhension des processus de désintégration et la stabilité relative des isotopes, notamment dans le contexte de la datation, de la médecine nucléaire ou de la physique fondamentale.

💡 À retenir

Le diagramme (N,Z) est un outil visuel essentiel pour analyser la stabilité nucléaire, en distinguant les noyaux stables de ceux susceptibles de se désintégrer, selon leur position par rapport à la vallée de stabilité.

📖 6. Radioactivité naturelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Radioactivité : phénomène naturel, aléatoire et inéluctable, où certains noyaux atomiques se désintègrent spontanément en émettant des particules ou rayonnements, selon Henri Becquerel (1896), qui a découvert que certains minerais d’uranium émettaient spontanément des rayonnements capables de traverser la matière.
• Transformation spontanée du noyau : processus par lequel un noyau instable se désintègre sans intervention extérieure, en donnant un noyau différent et en émettant des particules ou rayonnements, caractéristique de la radioactivité.
• Types de radioactivité :
  • α (alpha) : émission de noyaux d’hélium-4, caractéristique des noyaux lourds instables.
  • β (beta) : émission d’électrons ou positons par certains noyaux, selon leur excès de neutrons ou de protons.
  • γ (gamma) : rayonnement électromagnétique de très haute énergie, libéré lors de la désexcitation des noyaux après désintégration.

📖 7. Désintégration alpha

🔑 Notions clés & Définitions

• Désintégration alpha : phénomène par lequel un noyau instable émet un noyau d’hélium (α), composé de 2 protons et 2 neutrons, pour devenir un noyau plus léger.
• Equation générale de la désintégration α : $^A_ZX \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}Y + ^4_2He$, représentant la transformation du noyau père en noyau fils avec émission d’un noyau d’hélium.
• Conservation du nombre de charge et de masse lors d’une désintégration α : lois fondamentales vérifiées par l’émission α, où la somme des nombres de charge et de masse avant et après la réaction reste identique.
• Caractéristique des noyaux lourds radioactifs α : ces noyaux, généralement très lourds, ont tendance à se désintégrer par émission α pour atteindre une configuration plus stable, notamment ceux situés en dehors de la vallée de stabilité (voir section 4).

📝 Points essentiels

• La désintégration alpha consiste en l’émission d’un noyau d’hélium ($^4_2He$), ce qui entraîne une réduction du nombre de masse de 4 et du numéro atomique de 2, conformément à l’équation : $^A_ZX \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}Y + ^4_2He$.
• Lors de cette réaction, la conservation du nombre de charge (Z) et du nombre de masse (A) est respectée, c’est-à-dire : $Z = Z' + 2$ et $A = A' + 4$.
• Les noyaux lourds, comme certains isotopes de l’uranium ou du plutonium, sont particulièrement sujets à la désintégration alpha, ce qui leur permet de réduire leur instabilité.
• La particule émise, le noyau d’hélium, est appelée aussi particule alpha, caractérisée par une charge électrique de +2e et une masse équivalente à celle d’un noyau d’hélium.

💡 À retenir

La désintégration alpha est une émission de noyaux d’hélium qui permet aux noyaux lourds instables de devenir plus stables, en respectant la conservation du nombre de charge et de masse.

📖 8. Désintégration beta

🔑 Notions clés & Définitions

• Désintégration beta- (β-) : émission d’un électron par un noyau instable, permettant de transformer un neutron en proton.
• Equation générale de la désintégration β- : $^A_ZX \rightarrow ^A_{Z+1}Y + e^-$, respectant la conservation du nombre de charge et de masse.
• Caractéristique des noyaux avec excès de neutrons : ils ont tendance à se désintégrer par émission β- pour atteindre la stabilité.
• Désintégration beta+ (β+) : émission d’un positon (antiparticule de l’électron) par un noyau, transformant un proton en neutron.
• Caractéristique des noyaux avec excès de protons : ils se désintègrent par émission β+ pour réduire leur nombre de protons et atteindre la stabilité.

📝 Points essentiels

• La désintégration β- concerne principalement des noyaux avec un excès de neutrons, où un neutron se transforme en proton en émettant un électron ($e^-$) et un antineutrino.
• L’équation de la réaction de désintégration β- :
  $^A_ZX \rightarrow ^A_{Z+1}Y + e^-$
  vérifie la conservation du nombre de charge (Z) et de masse (A).
• La désintégration β+ concerne des noyaux avec un excès de protons, où un proton se transforme en neutron en émettant un positon ($e^+$) et un neutrino.
• La réaction de désintégration β+ :
  $^A_ZX \rightarrow ^A_{Z-1}Y + e^+$
  respecte également la conservation du nombre de charge et de masse.
• Ces processus permettent aux noyaux instables de se rapprocher de la vallée de stabilité, en modifiant leur rapport neutrons/protons.
• La désintégration β- est caractéristique des noyaux avec excès de neutrons, tandis que la β+ est liée à un excès de protons.

💡 À retenir

La désintégration β- et β+ sont des mécanismes par lesquels les noyaux instables ajustent leur rapport neutrons/protons pour atteindre la stabilité, en émettant respectivement des électrons ou des positons.

📖 9. Rayonnement gamma

🔑 Notions clés & Définitions

• Rayonnement gamma : rayonnement électromagnétique de très haute énergie, caractérisé par une courte longueur d’onde, émis lors de la désexcitation du noyau fils (voir équation de désexcitation γ).
• Origine du rayonnement γ : il provient de la transition d’un noyau excité (Y*) vers un état plus stable, en libérant l’énergie excédentaire sous forme de rayonnement γ.
• Equation de désexcitation γ : Y* → Y + γ, où Y* est le noyau excité, Y le noyau stable ou moins excité, et γ le photon gamma émis.
• Caractéristiques du rayonnement γ : grande énergie, courte longueur d’onde, très pénétrant, associé à une haute fréquence dans le spectre électromagnétique.
• Lien entre désintégration α/β et émission γ : lors de désintégrations α ou β, le noyau fils peut être dans un état excité et se désexcite en émettant un rayonnement γ.

📝 Points essentiels

• Le rayonnement gamma est une émission électromagnétique de grande énergie, se produisant lors de la transition d’un noyau excité vers un état plus stable, conformément à l’équation de désexcitation γ : Y* → Y + γ.
• La désexcitation du noyau fils intervient après une désintégration α ou β, lorsque le noyau est dans un état excité (Y*). La transition vers un état moins énergétique s’accompagne de l’émission d’un photon gamma, permettant au noyau de retrouver sa stabilité.
• La caractéristique principale du rayonnement gamma est sa très haute énergie, sa courte longueur d’onde, et sa capacité à traverser la matière, ce qui explique son utilisation en radiothérapie et en imagerie médicale.
• La relation entre désintégration α/β et émission γ est que ces dernières peuvent accompagner la désintégration, notamment lors de la désexcitation du noyau fils dans le cas de désintégrations β (voir section 3).

💡 À retenir

Le rayonnement gamma, émis lors de la désexcitation du noyau fils, est un rayonnement électromagnétique de très haute énergie, essentiel dans les processus de désintégration nucléaire et dans diverses applications médicales et industrielles.

📖 10. Loi de décroissance

🔑 Notions clés & Définitions

• ΔN(t) = -λ N(t) Δt : loi de décroissance exprimant la variation du nombre de noyaux radioactifs en fonction du temps, où ΔN(t) est la variation, λ la constante radioactive, N(t) le nombre de noyaux à l'instant t, et Δt un intervalle de temps.
• λ (constante radioactive) : probabilité de désintégration d’un noyau par unité de temps, dépendant de la nature du noyau radioactif, sans dimension, exprimée en s⁻¹.
• N(t) = N0 exp(-λ t) : expression de la décroissance exponentielle du nombre de noyaux radioactifs en fonction du temps, où N0 est le nombre initial de noyaux.
• Relation différentielle d’évolution : équation du premier ordre, 0 = dN/dt + λ N(t), dont la solution donne la loi de décroissance radioactive.
• Taux de désintégration : nombre de désintégrations par seconde dans un échantillon, appelé activité A, liée au nombre de noyaux par A(t) = λ N(t).

📝 Points essentiels

• La relation ΔN(t) = -λ N(t) Δt montre que la diminution du nombre de noyaux est proportionnelle au nombre actuel de noyaux et au temps écoulé, illustrant un processus probabiliste.
• La solution N(t) = N0 exp(-λ t) est une décroissance exponentielle, caractéristique de nombreux phénomènes de désintégration nucléaire.
• La constante radioactive λ représente la probabilité qu’un noyau se désintègre dans une unité de temps, sans dimension, permettant de modéliser la décroissance.
• La relation différentielle d’évolution dN(t) : dN/dt = -λ N(t), traduit la tendance à la diminution du nombre de noyaux au fil du temps.
• La loi de décroissance permet de définir la demi-vie t₁/₂, liée à λ par t₁/₂ = ln(2)/λ, indiquant le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents se désintègrent.

💡 À retenir

La loi de décroissance radioactive modélise la diminution du nombre de noyaux instables selon une loi exponentielle, où la constante λ caractérise la rapidité de la désintégration.

📖 11. Demi-vie radioactive

🔑 Notions clés & Définitions

• Temps de demi-vie (t₁/₂) : Durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs initiaux se désintègrent.
• Relation entre t₁/₂ et λ : $t_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\lambda}$ (avec AUTEUR (date) : cette formule exprime la connexion entre la constante radioactive λ et le temps de demi-vie).
• Interprétation du temps de demi-vie : La durée pour réduire de moitié le nombre de noyaux radioactifs présents dans un échantillon.
• Différence entre demi-vie et durée de vie totale : La demi-vie correspond au temps pour réduire le nombre de noyaux de moitié, tandis que la durée de vie totale est le temps moyen avant désintégration complète.
• Caractéristique propre à chaque isotope : La demi-vie est spécifique à chaque isotope radioactif, dépendant de sa nature nucléaire.

📝 Points essentiels

• La demi-vie $t_{1/2}$ est liée à la constante radioactive λ par la formule $t_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\lambda}$.
• Elle représente la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux d’un échantillon radioactif se désintègrent, ce qui permet de caractériser la vitesse de désintégration de l’isotope.
• La demi-vie n’est pas équivalente à la durée de vie totale, qui est la moyenne du temps avant désintégration complète.
• La valeur de $t_{1/2}$ varie selon l’isotope, étant une propriété intrinsèque propre à chaque isotope radioactif.
• La loi de décroissance radioactive $N(t) = N_0 \times e^{-\lambda t}$ permet de déduire $t_{1/2}$ à partir de la relation $N(t_{1/2}) = \frac{N_0}{2}$.
• La connaissance de $t_{1/2}$ est essentielle pour des applications comme la datation au carbone 14 ou en radiothérapie.

💡 À retenir

La demi-vie est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux d’un isotope radioactif se désintègrent, caractéristique propre à chaque isotope, et elle est directement reliée à la constante radioactive λ par la formule $t_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\lambda}$.

📖 12. Activité radioactive

🔑 Notions clés & Définitions

• Activité A : Nombre de désintégrations radioactives par seconde dans un échantillon. Elle est mesurée en becquerel (Bq), où 1 Bq correspond à une désintégration par seconde.
• Relation entre activité A(t) et nombre de noyaux N(t) : A(t) = λ N(t), où λ est la constante radioactive, représentant la probabilité de désintégration par unité de temps (en s⁻¹).
• Loi de décroissance de l’activité : A(t) = A₀ exp(-λ t), indiquant que l’activité diminue exponentiellement avec le temps, avec A₀ l’activité initiale.

📝 Points essentiels

• L’activité A d’un échantillon est directement proportionnelle au nombre de noyaux radioactifs N(t) présents à un instant t, via la relation A(t) = λ N(t).
• La constante radioactive λ, dépendant de la nature du noyau, exprime la probabilité qu’un noyau se désintègre en une unité de temps. Elle est liée à la demi-vie t₁/₂ par la formule t₁/₂ = λ ln(2).
• La loi de décroissance radioactive de l’activité suit une loi exponentielle : A(t) = A₀ exp(-λ t), où A₀ est l’activité initiale à t=0.
• La différence entre activité A et nombre de masse A : l’activité A représente la vitesse de désintégration (en Bq), tandis que le nombre de masse A caractérise le nombre total de nucléons dans le noyau, sans lien direct avec la radioactivité.

💡 À retenir

L’activité radioactive d’un échantillon décroît exponentiellement au cours du temps selon la constante λ, et cette décroissance permet notamment de dater des vestiges ou de gérer la radioprotection.

📊 Tableaux de Synthèse

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre Z (numéro atomique) et A (nombre de masse) dans la notation XA_Z.
2. Penser que neutrons ont une charge électrique, alors qu’ils sont neutres.
3. Confondre isotopes (même Z) et éléments différents.
4. Croire que tous les noyaux avec N = Z sont forcément stables.
5. Confondre la loi de décroissance exponentielle avec une décroissance linéaire.
6. Omettre que la stabilité dépend du rapport N/Z, pas uniquement du nombre de neutrons.
7. Confondre la notion de demi-vie avec la durée de vie totale (qui peut être infinie pour un noyau stable).
8. Négliger l’impact de la position dans le diagramme (N,Z) sur la stabilité.

✅ Checklist Examen

• Connaître la définition de PERROUX sur la composition du noyau.
• Savoir représenter un noyau avec la notation XA_Z.
• Être capable d’expliquer la relation N = A – Z.
• Connaître la masse approximative des protons et neutrons selon PERROUX.
• Savoir distinguer isotopes et éléments, et leur impact sur la masse.
• Comprendre le concept de stabilité nucléaire et la vallée de stabilité selon Rutherford et Soddy.
• Maîtriser le phénomène de radioactivité naturelle et ses types (alpha, beta, gamma).
• Connaître la loi de décroissance radioactive et la formule de la demi-vie.
• Savoir définir et calculer la demi-vie radioactive.
• Connaître la différence entre noyaux stables et instables, et leur position dans le diagramme (N,Z).
• Être capable d’identifier un isotope à partir de ses propriétés.
• Maîtriser les notions fondamentales de la désintégration alpha, beta, gamma, selon Becquerel.
• Vérifier la maîtrise du vocabulaire : proton, neutron, isotope, stabilité, demi-vie, radioactivité.
• Relier la notion de stabilité à la position dans le diagramme (N,Z).
• Savoir citer les auteurs clés : PERROUX, Rutherford, Soddy, Becquerel.