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NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) Isotopes

2.   Effets isotopiques. Séparation des isotopes

Les effets isotopiques, différences de propriétés physiques ou chimiques existant entre les isotopes du même élément, résultent en totalité des écarts de masse des noyaux atomiques et de leurs conséquences sur les énergies vibrationnelles ou rotationnelles des molécules. Ces différences de propriétés peuvent être utilisées, et le sont souvent à l'échelle industrielle, pour séparer les isotopes. Certaines d'entre elles servent à l'analyse isotopique des échantillons.

  Propriétés physico-chimiques

La première idée qui vient à l'esprit est d'utiliser les différences de masse des isotopes pour les séparer par centrifugation. Mais, malgré les facteurs de séparation relativement importants, les temps nécessaires pour réaliser l'équilibre constituent un inconvénient à l'utilisation industrielle de cette méthode.

L'effet des écarts de masse se fait également sentir lorsqu'on fait agir, sur des ions monocinétiques de différents isotopes, un champ magnétique perpendiculaire à la direction de leur mouvement. Sous l'action du champ, d'induction B, l'ion de charge e, de vitesse v et de masse m décrit une trajectoire circulaire de rayon r = mv/eB, tout en restant dans un plan perpendiculaire à B. Ce rayon étant proportionnel à m, on voit que les trajectoires des isotopes sont différentes. C'est le principe des spectromètres de masse. On recueille ensuite les différents isotopes soit en divers points d'un collecteur (spectromètre d'Aston), soit en un seul point, en ajustant la valeur de l'induction magnétique B pour une masse donnée (spectromètre de type Nier). On peut ainsi doser l'abondance isotopique en mesurant pour chaque masse le courant ionique reçu par le collecteur ; on peut même séparer des quantités pondérables d'isotopes, dans des séparateurs très puissants produisant des courants ioniques de l'ordre de quelques milliampères.

La vitesse de diffusion d'un gaz de masse moléculaire M à travers[...]

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Pour citer cet article

BIMBOT, LÉTOLLE, « NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-isotopes/

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NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Noyau atomique
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds
ALPHA RAYONNEMENT
ANTIMATIÈRE
Dans le chapitre "Antimatière en laboratoire"
BÊTA RAYONNEMENT
BETHE HANS (1906-2005)
BLOCH FELIX (1905-1983)
BOHR AAGE (1922-2009)
BOHR NIELS (1885-1962)
Dans le chapitre "Théorie des réactions nucléaires"
BOTHE WALTHER WILHELM (1891-1957)
C.E.A. (Commissariat à l'énergie atomique)
CHADWICK JAMES (1891-1974)
COCKCROFT JOHN DOUGLAS (1897-1967)
CURIE LES
Dans le chapitre "Radioactivité et théorie du noyau atomique"
DE LA RADIOACTIVITÉ À LA FISSION DE L'ATOME - (repères chronologiques)
DINEUTRON
FERMI ENRICO (1901-1954)
Dans le chapitre "Recherches sur le noyau de l'atome"
GAMMA RAYONNEMENT
GAMOW GEORGE (1904-1968)
GOEPPERT-MAYER MARIA (1906-1972)
HAHN OTTO (1879-1968)
HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)
Dans le chapitre "Problèmes atomiques et nucléaires"
JENSEN JOHANNES HANS DANIEL (1907-1973)
LAWRENCE ERNEST ORLANDO (1901-1958)
MATÉRIALISATION, physique
MEITNER LISE (1878-1968)
MÖSSBAUER EFFET
MÖSSBAUER RUDOLF (1929-    )
MOTTELSON BEN ROY (1926-    )
NEUTRON
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NOYAUX DÉFORMÉS, physique nucléaire
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PERRIN FRANCIS (1901-1992)
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SPECTROMÉTRIE DE MASSE
Dans le chapitre "Physique nucléaire"
STRIPPING, physique
TEILLAC JEAN (1920-1994)
TELLER EDWARD (1908-2003)
THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE
Dans le chapitre "L'énergie de fusion"
WHEELER JOHN ARCHIBALD (1911-2008)
WIGNER EUGENE PAUL (1902-1994)
WU CHIEN-SHIUNG (1912-1997)
YUKAWA HIDEKI (1907-1981)

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