NUCLÉAIRE (PHYSIQUE)Noyau atomique

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Perspectives

Après la découverte du neutron, la physique nucléaire donna naissance à la physique des particules qui reprit ses thèmes à son compte : voir les constituants élémentaires de la matière et comprendre leurs interactions. Depuis lors, son but est de décrire les assemblées de nucléons que sont au fond les noyaux. Pour rendre compte de leurs propriétés, nous avons vu qu'on ne s'est pas privé de recourir à des analogies avec d'autres systèmes : atomes, molécules, solides... Cette démarche, nous l'avons dit, reflète essentiellement le caractère très général de chaque méthode que l'on développe, ici ou là, pour contourner le problème à N corps, insoluble analytiquement et déjà pour N = 3. Les noyaux étant au centre de la chaîne qui s'étend des étoiles aux quarks, la physique nucléaire se trouve experte sur ce problème fondamental qu'elle partage avec tous et poursuit sur de nouveaux thèmes : physique des ions lourds, autrement dit tout ce qui touche aux collisions entre deux noyaux ; physique des énergies intermédiaires, c'est-à-dire tout ce qui traite des effets fins de la structure en quarks des nucléons sur les propriétés des noyaux... Mais le rôle de la physique nucléaire n'est pas que fondamental. Depuis ses origines, elle a donné bien des applications. Chacun connaît les centrales et les bombes ou même ce que lui doit l'astrophysique : vie thermonucléaire des étoiles, réactions de nucléosynthèse, modèles d'étoiles à neutrons pour les pulsars... Et il existe bien d'autres applications devenues routinières : méthodes de datation par radioéléments en archéologie et en biologie ; méthodes des traceurs et des marqueurs radioactifs, γ-caméra, tomographes à positron en médecine et en biologie ; méthodes de caractérisation sous faisceaux, analyse par activation, techniques Mössbauer en physique des solides et en métallurgie, etc. Ainsi, sous ses deux aspects, fondamental et appliqué, la physique nucléaire est un domaine ouvert et qu [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 16 pages



Médias de l’article

Densité de charge

Densité de charge
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Moment quadrupolaire

Moment quadrupolaire
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Énergie de liaison par nucléon

Énergie de liaison par nucléon
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Noyaux stables et radioactifs : répartition

Noyaux stables et radioactifs : répartition
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 17 médias de l'article





Écrit par :

  • : professeur à l'Institut de physique nucléaire, université de Paris-VII

Classification


Autres références

«  NUCLÉAIRE PHYSIQUE  » est également traité dans :

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 108 mots
  •  • 2 médias

On connaît actuellement des centaines de noyaux atomiques. Chacun est représenté par son nombre atomique Z, c'est-à-dire le nombre de protons qu'il contient, et par son nombre de masse A, qui correspond au nombre total de ses nucléons (protons ou neutrons). Des éléments contenant le même nombre de protons mais possédant des nombres de masse différents sont d […] Lire la suite

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

  • Écrit par 
  • René BIMBOT, 
  • René LÉTOLLE
  •  • 5 429 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Chimie et physique nucléaires »  : […] De même que le chimiste doit provoquer des réactions à partir de corps purs et séparer ensuite les produits formés, le chimiste nucléaire qui étudie une réaction nucléaire donnée doit la réaliser à partir de partenaires isotopiquement purs et identifier totalement (éléments et isotopes) les produits de réaction. En ce qui concerne la cible, on utilise soit un élément mono-isotopique ( 27 Al, 197 A […] Lire la suite

NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds

  • Écrit par 
  • Marc LEFORT, 
  • Bernard PIRE
  •  • 7 204 mots
  •  • 5 médias

Les faisceaux d'ions de numéro atomique Z supérieur à 3 (du lithium à l'uranium) constituent des sondes particulièrement intéressantes de la matière nucléaire. Les techniques de préparation de sources ionisées et d'accélération des faisceaux ont permis de fournir aux physiciens les moyens de sonder les multiples formes d'existence du noyau atomique et d'investiguer les mécanism […] Lire la suite

ALPHA RAYONNEMENT

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 185 mots

Rayonnement le moins pénétrant émis par les substances radioactives, sous la forme de noyaux d'hélium 4. Il avait été reconnu dès 1903 par Ernest Rutherford comme formé de particules chargées positivement et de masse proche de celle de l'atome d'hélium. La théorie de la désintégration alpha fut proposée en 1927 par George Gamow, Ronald Gurney et Edward U. Condon. La réaction ( A , Z ) → ( A  — 4, […] Lire la suite

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 912 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Antimatière en laboratoire »  : […] Les particules de l'espace interplanétaire arrivant dans l'atmosphère y subissent des collisions et modifient ainsi l'énergie des particules qu'elles rencontrent. Si leur vitesse est suffisante, elles peuvent créer des paires électron- positon au cours de ces chocs, en libérant leur énergie cinétique. Ce sont les positons créés par ce processus qui ont été observés par Anderson. C'est seulement en […] Lire la suite

ASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
  •  • 11 308 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « 1900-1950 : les débuts de l'astronomie contemporaine »  : […] Il est quelque peu arbitraire de faire commencer avec le xx e  siècle l'astronomie contemporaine et ses grands instruments. Les premiers grands télescopes sont bien antérieurs, puisque ceux de William Herschel datent de la fin du xviii e  siècle et que William Parsons (lord Rosse, 1800-1867) achève en 1845 en Irlande un télescope géant de 182 centimètres d'ouverture, le plus grand télescope à miro […] Lire la suite

BÊTA RAYONNEMENT

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 172 mots

Forme de radioactivité dans laquelle un noyau émet un électron et un antineutrino (rayon bêta moins) ou un positron et un neutrino (rayon bêta plus). Ce processus donne naissance à un autre noyau ayant un neutron de moins et un proton de plus que le noyau initial. Les travaux de Wolfgang Pauli, Francis Perrin et Enrico Fermi permirent de comprendre en 1932-1934 que la désintégration bêta moins ét […] Lire la suite

BETHE HANS (1906-2005)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 781 mots

Le physicien nucléaire américain Hans Bethe, né le 2 juillet 1906 à Strasbourg, dans une Alsace alors allemande, est décédé le 6 mars 2005 dans sa maison d'Ithaca (État de New York), près de l'université Cornell où il mena la plus grande part de ses recherches. Avec lui disparaît un des derniers acteurs de la révolution quantique qui transforma profondément la physique fondamentale pendant les pr […] Lire la suite

BLOCH FELIX (1905-1983)

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 322 mots

Physicien d'origine suisse né le 23 octobre 1905 à Zurich, mort le 10 septembre 1983 à Zurich. Naturalisé américain (1939), professeur à l'université Stanford (Californie), Prix Nobel de physique (avec E. M. Purcell, 1952), Bloch a effectué de nombreux travaux théoriques et parfois expérimentaux, en physique de la matière condensée particulièrement. Il est un des créateurs de la méthode de la rés […] Lire la suite

BOHR AAGE (1922-2009)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 424 mots

Né le 19 juin 1922 à Copenhague et mort le 8 septembre 2009 dans sa ville natale, Aage Bohr est le quatrième fils du pionnier de la physique atomique, Niels Bohr (Prix Nobel de physique en 1922), et côtoie dès son enfance tous les fondateurs de la physique quantique qui séjournaient fréquemment à l'Institut de physique théorique de Copenhague (qui deviendra plus tard l'institut Niels-Bohr) où la f […] Lire la suite

BOHR NIELS (1885-1962)

  • Écrit par 
  • Léon ROSENFELD
  •  • 3 126 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Théorie des réactions nucléaires »  : […] Les réactions induites par impact de neutrons lents sur les noyaux présentent, pour un intervalle donné de valeurs de l'énergie du neutron incident, une grande prédominance de la capture de celui-ci par le noyau-cible : cela ne pouvait s'expliquer si l'on représentait l'interaction entre le neutron et le noyau par un simple potentiel attractif. En 1936, Bohr se rendit compte que pour sortir de l' […] Lire la suite

BOTHE WALTHER WILHELM (1891-1957)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 352 mots
  •  • 1 média

Né le 8 janvier 1891 à Oranienburg, près de Berlin, Walther Bothe étudia la physique à l'université de Berlin, où il eut Max Planck pour professeur ; il y soutint sa thèse à la veille de la Première Guerre mondiale. Prisonnier de l'armée russe, il passa un an de captivité en Sibérie. Professeur à Berlin jusqu'en 1930, il y travailla d'abord comme théoricien, puis se consacra aux recherches expérim […] Lire la suite

C.E.A. (Commissariat à l'énergie atomique)

  • Écrit par 
  • Philippe GARDERET
  •  • 1 121 mots
  •  • 1 média

Le Commissariat à l'énergie atomique est institué le 18 octobre 1945 par le gouvernement provisoire du général de Gaulle, sur la proposition de Frédéric Joliot et de Raoul Dautry, nommés respectivement haut-commissaire et administrateur général délégué du gouvernement. Autour d'eux, Pierre Auger, Francis Perrin, Bertrand Goldschmidt, Irène Joliot-Curie et Jules Guérou veulent lancer la France dans […] Lire la suite

CHADWICK JAMES (1891-1974)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 404 mots
  •  • 1 média

Né le 20 octobre 1891 à Manchester (Grande-Bretagne), James Chadwick fit toutes ses études dans sa ville natale et entreprit ses premières recherches sur différents aspects de la radioactivité sous la direction d'Ernest Rutherford, alors professeur à l'université de Manchester. En 1913, il obtenait une bourse pour continuer ses travaux à Berlin avec Hans Geiger, ce qui lui valut d'être interné com […] Lire la suite

COCKCROFT JOHN DOUGLAS (1897-1967)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 307 mots
  •  • 2 médias

Né le 27 mai 1897 à Todmorden (Yorkshire, Grande-Bretagne), John Douglas Cockcroft était issu d'une famille d'industriels du coton. Après avoir servi dans l'artillerie pendant la Première Guerre mondiale, il devint ingénieur électricien, travailla deux ans dans l'industrie puis rejoignit le laboratoire Cavendish (université de Cambridge) sous la direction d'Ernest Rutherford. C'est dans ce laborat […] Lire la suite

CURIE LES

  • Écrit par 
  • Marcel FRILLEY
  •  • 4 829 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Radioactivité et théorie du noyau atomique »  : […] D'abord simplement identifiés, les rayonnements α, β et γ (ces derniers de même nature que les rayons X) font l'objet de mesures d'intensité et d'énergie, et des relations énergétiques apparaissent entre les rayonnements accompagnant une même transmutation. On admet l'hypothèse que les noyaux stables (ou ceux qui sont radioactifs, avant leur transmutation) possèdent une énergie interne, que la lo […] Lire la suite

DE LA RADIOACTIVITÉ À LA FISSION DE L'ATOME - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Robert DAUTRAY
  •  • 867 mots

1896 Après la découverte des rayons X par le physicien allemand Wilhelm C. Röntgen en 1895, de nombreux savants recherchent des sources naturelles de rayons X. Le physicien français Henri Becquerel découvre fortuitement que des sels d'uranium émettent des rayons nouveaux, qu'il appelle « uraniques ». 1897 Joseph J. Thomson et divers savants britanniques, allemands et néerlandais (dont P. Zeeman […] Lire la suite

DINEUTRON

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 365 mots

Un nouveau mode de désintégration nucléaire vient d'être observé par une équipe de physiciens américains, dirigée par Artemis Spyrou, du cyclotron supraconducteur de l'université du Michigan à East Lansing. Ils ont en effet observé l' émission d'une paire de neutrons par l'isotope 16 du béryllium, un isotope très riche en neutrons puisque son noyau ne contient que quatre protons mais douze neutro […] Lire la suite

FERMI ENRICO (1901-1954)

  • Écrit par 
  • P. M. HEIMANN, 
  • Eduardo de RAFAEL
  •  • 1 830 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Recherches sur le noyau de l'atome »  : […] Fermi s'intéressa ensuite au problème de la constitution du noyau atomique, et particulièrement à sa désintégration β — (émission d'électrons par des noyaux radioactifs). Pour fournir une explication de ce phénomène qui rende compte de la loi de conservation de l'énergie, Wolfgang Pauli avait imaginé que des particules hypothétiques étaient émises en même temps que les électrons. En 1934, Fermi a […] Lire la suite

Pour citer l’article

Luc VALENTIN, « NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Noyau atomique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 04 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-noyau-atomique/