NUCLÉOSYNTHÈSE

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Les processus de la nucléosynthèse

Une réaction nucléaire peut se décrire de façon tout à fait analogue à une réaction chimique avec cette différence qu'elle affecte les noyaux et non les atomes. Deux grandeurs physiques caractérisent toute réaction : la probabilité que celle-ci se produise (en fonction des paramètres physiques du milieu : température, densité, composition, etc.) et la chaleur ou énergie dégagée ou absorbée lorsque celle-ci a eu lieu. Les réactions nucléaires peuvent en effet être exothermiques (si elles libèrent de l'énergie) ou endothermiques (dans le cas contraire).

La probabilité d'une réaction nucléaire se mesure en termes de sections efficaces : la section efficace exprime le nombre de réactions qui se produisent par noyau cible et par unité de temps divisé par le flux de particules incidentes (un flux étant un nombre de particules mesuré par unité de surface et de temps, la section efficace ainsi définie a bien les dimensions d'une surface). L'énergie dégagée ou absorbée au cours de la réaction se calcule par application simple de la relation d'Einstein E = mc2. Soit une réaction A + B → C + D, si la masse des « enfants » C + D est inférieure à celle des « parents » A + B la réaction est exothermique et l'énergie libérée est égale à :

Dans le cas contraire la réaction est endothermique, il faut apporter une énergie minimale égale à :

appelée seuil de la réaction pour que celle-ci se produise effectivement.

Quatre types de réactions nucléaires interviennent dans la nucléosynthèse. Les deux premiers sont exothermiques et consistent en la fusion entre noyaux et l'absorption de neutrons par les noyaux lourds ; les deux autres sont endothermiques : ce sont les réactions de photodésintégration (comme on le verra dans la suite, ces réactions sont inverses des réactions précédentes) et les réactions de spallation.

Formation des éléments chimiques : processus

Diaporama : Formation des éléments chimiques : processus

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Les quatre processus nucléosynthétiques intervenant dans la formation des éléments chimiques : en a, fusion de deux noyaux de carbone aboutissant à un noyau de magnésium avec émission d'énergie rayonnée par l'étoile (sous forme de photons) ; en b, transformation par absorption de... 

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Nucléosynthèse, J. Audouze

Nucléosynthèse, J. Audouze
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Abondance des éléments par rapport au silicium

Abondance des éléments par rapport au silicium
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Formation des éléments chimiques : processus
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  • : directeur de recherche émérite CNRS, Institut d'astrophysique de Paris

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Pour citer l’article

Jean AUDOUZE, « NUCLÉOSYNTHÈSE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 mai 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleosynthese/