I. Introduction

Dans la nature, les noyaux instables se décomposent spontanément en émettant des particules (désignées par les lettres grecques , et ) et un rayonnement électromagnétique très énergétique : le rayonnement .



Ce faisant, par opposition aux transformations (ou réactions) nucléaires spontanées, il existe deux principales réactions dites provoquées :

Les réactions de fission nucléaire ;
Les réactions de fusion nucléaire.

II. Le noyau atomique

1. Les nucléons

2. Les isotopes

Exemples :

et ;

et ;

(tritium), (deutérium et (hydrogène).

III. Caractères généraux des transformations nucléaires

1. Propriétés d'une transformation nucléaire

La radioactivité :
* Elle est spontanée et incontrôlable ;
* En effet, un noyau radioactif ne vieillit pas, il reste identique à lui-même jusqu'à sa désintégration, qui se produit à une date imprévisible : c'est le caractère aléatoire d'une désintégration radioactive.
* C'est une réaction nucléaire : elle est la même pour toutes les espèces chimiques qui contiennent ce noyau.

La fission ou la fusion :
* Elle est provoquée de façon artificielle ou non ;
* C'est également une réaction nucléaire.

2. Lois de conservation d'une transformation nucléaire

Remarques :
La conservation du nombre de charge et du nombre de masse relève de la loi de Soddy ;
Force est de constater que, contrairement aux transformations physiques ou chimiques, les transformations nucléaires ne respectent pas la conservation des éléments chimiques constituant le système étudié.

IV. Les transformations nucléaires provoquées

1. La fission nucléaire

Remarque : elle libère de l'énergie.

Exemple :

*

* Cette transformation nucléaire respecte le principe de conservation de la charge et de la masse.

Applications :

* des fissions contrôlées se produisent dans les réacteurs nucléaires possédés en France par EDF pour produire de l'électricité (actuellement au-dessus de 70% du mix électrique français) ;

* des fissions contrôlées se produiront également dans le réacteur de type EPR de Flamanville (actuellement en phase d'essais de démarrage) ;

* des fissions non contrôlées se produisent suite à la détonation d'une bombe A.

2. La fusion nucléaire

Remarque : elle libère de l'énergie.

Exemple :

*

* Cette transformation nucléaire respecte le principe de conservation de la charge et de la masse.

Applications :

* des fusions naturelles se produisent dans le Soleil ;

* des fusions non contrôlées se produisent suite à la détonation d'une bombe H ;

* Un espoir de fusions contrôlées dans le réacteur expérimental d'ITER (en cours de construction à Cadarache) ou par le biais.

V. Principales particules rencontrées dans les transformations nucléaires

A titre d'information, les principales particules qui sont rencontrées dans les transformations nucléaires (spontanées ou provoquées) sont les suivantes :