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Quest-ce qui rend un élément radioactif instable?

Meilleure réponse

Avez-vous entendu parler de léchelle de Wittgenstein? Le niveau dexplication dépend du niveau de détail souhaité Par exemple, vous pouvez dire à un enfant de deux ans quil vient du ventre de la «maman», et cest OK, ce nest pas faux, et ainsi léchelle est parfois appelée «Mensonge aux enfants». Alors voici mon coup au premier échelon 🙂

Les neutrons sont instables en dehors du noyau, et ils ne peuvent pas se lier les uns aux autres en raison de leur propriétés isospin . Isospin implique la propriété principale des quarks appelée «saveur». Un proton a un spin net opposé à un neutron, mais ces particules peuvent se lier les unes aux autres via à courte portée interactions fondamentales impliquant leur structure de quark et les interactions de quark antiquark virtuel. Dans cet environnement, le proton et le neutron peuvent être traités comme des états différents dune même particule. Donc ils changent tous les deux de caractère , le neutron est maintenant stable et le proton commence à interagir . La force de liaison nette est plus courte que les répulsions de charge, donc, par essence, elles sont « sous le radar ».

Vous pouvez lire à ce sujet sur ce wiki: Isospin

La structure est plus complexe que les électrons autour des atomes, mais essentiellement la même modèle type de coque , avec boutons sur. Avec les électrons autour des atomes, vous navez quà tenir compte du spin électronique conventionnel, le spin nucléaire est largement ignoré. Mais avec les noyaux le problème des nombreux corps est plus complexe, avec les interactions isospin et saveur, à moins. Les états de saveur sont modifiables pour ajouter au drame, entrer la force faible, et cet environnement unique est hautement probabiliste , ce qui entraîne différents modes de désintégration dans divers canaux.

La force fondamentale forte est à courte portée, mais elle génère la liaison nucléaire globale qui échoue tout simplement aux répulsions de charge à plus longue portée dans les grandes centrales nucléaires tailles. Nous pouvons donc dire «Ce sont les distances impliquées» comme dire que le bébé vient du ventre de maman, et espérons être satisfaits de cela.

Mais sur la base des commentaires de votre question, vous voulez le prochain échelon dans léchelle. Vous voulez en savoir plus sur les détails de linstabilité lors de la montée des tailles, et les nombres magiques. Mais déjà vous devriez être en mesure de voir quil doit y avoir un équilibre assez linéaire entre les neutrons et les protons basé sur lisospin considérations. Ce nest pas sans rappeler la chimie, bien que dans ce cas le clustering près de la ligne soit dû à lénergie de valence électronique.

Voici une version du tableau périodique que jai créé sur une tablette! pour lillustrer un clustering dénergie, qui fait lanalogie:

Ceci est informatif car il se compare dans lesprit au moins avec les graphiques de stabilité nucléaire typiques . Séloigner de la ligne est improbable.

(Une note latérale sur la stabilité cependant, les bandes verticales appelées états doxydation dans les chemis Les essais sont probablement mieux perçus comme des limites énergétiques que des vallées énergétiques ou des sommets. Le concept de stabilité en chimie est relatif, il en faut généralement deux pour danser le tango, même si lun est lenvironnement thermique. Alors que la stabilité en physique nucléaire est un effet de premier ordre, tel que déterminé par la probabilité de désintégration. )

Malheureusement, les noyaux ne montrent pas une périodicité aussi évidente, mais le principe des limites doccupation est toujours dactualité. Je suis sûr que quelquun affichera la carte nucléaire et certains des principes de stabilité plus en détail. Mais il suffit de dire si un mode de désintégration émet une charge positive ou négative dépend clairement de quel côté de la ligne vous vous trouvez.

Réponse

La « demi-vie » ne fonctionne pas  » Cela signifie que latome se réduit de moitié. Il se réfère à la population des atomes dans son ensemble: après une demi-vie (6 000 ans dans le cas du carbone 14, 700 millions dannées pour lU-235, jusquà nanosecondes pour très instable isotopes), la moitié des atomes dun échantillon se désintègrent. Après deux demi-vies, 3/4 des atomes se désintègrent. Après trois, il nen reste que 1/8. Après dix demi-vies (60 000 ans dans le cas du C14 ), seul un atome sur mille restera ce quil était.

Ce qui se passe après sa désintégration dépend de ce en quoi il se désintègre. Ils ne se divisent pas en deux. Le plus souvent, ils gagnent ou perdent un proton ou un neutron. Dans le carbone 14, par exemple, un neutron se divise en un proton et un électron (plus un neutrino). Il ne perd quun tout petit peu de sa masse, mais comme le nombre de protons change, il devient de lazote 14 à la place. Lazote 14 est stable: il ne se désintègre jamais.

La masse nest pas vraiment perdue.Il « est emporté comme un électron plus un neutrino à grande vitesse. La masse de ces particules, plus lénergie quelles transportent (du célèbre E = mc ^ 2) correspondent exactement à la masse perdue par latome en décomposition. Mais cest » s beaucoup, beaucoup moins de la moitié; ce nest pas ce que signifie la demi-vie.

Certains des produits de désintégration sont eux-mêmes radioactifs et se désintègrent en une forme stable. Luranium radioactif, par exemple, finira sous forme de plomb. Dans le processus, il passe de 238 unités de masse atomique à 207 (encore une fois, plus de la moitié). Le reste sexplique par les différentes particules émises, qui se déplacent dans lunivers.

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