Le noyau des atomes est formé de protons et de neutrons. © ktsdesign, Fotolia

Sciences

Noyau atomique

DéfinitionClassé sous :physique , noyau atomique , neutrons

Le noyau atomique constitue le cœur de l'atome. C'est Ernest Rutherford qui l'a, le premier, mis en évidence. Situé au centre de l'atome, il présente un diamètre de quelque 10-15 mètre, contre 10-10 mètre pour l'atome dans son ensemble.

Masse et structure du noyau de l'atome

Le noyau contient quelque 99,97 % de la masse d'un atome. La densité de matière dans un noyau atomique est de l'ordre de 230.000 tonnes par millimètre cube !

Le noyau des atomes est formé de :

Protons et neutrons sont encore appelés nucléons. Le noyau atomique est donc chargé positivement et sa cohésion est essentiellement assurée par l'interaction forte.

Nombre de protons et nombre de neutrons

Le nombre de protons contenus dans un noyau atomique définit l'élément chimique. Il est noté Z et appelé numéro atomique.

Le nombre de neutrons, quant à lui, peut varier pour donner naissance à des isotopes de l'élément. Ainsi, le carbone 12 et le carbone 14 sont deux isotopes du carbone. Ils comptent tous les deux 6 protons, mais le premier compte 6 neutrons alors que le second en compte 8.

Marie Curie, ici dans son laboratoire, a découvert la radioactivité du noyau atomique de radium. © rosefirerising, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

Noyaux stables, noyaux instables

Lorsque l'énergie de liaison d'un noyau atomique est suffisamment importante, le noyau est dit stable. Lorsqu'elle est trop faible, cela engendre une instabilité. Un noyau atomique instable est qualifié de noyau radioactif.

Il émet un rayonnement α (alpha) ou β (bêta), généralement accompagné d'une émission γ (gamma), une émission de photons.Le nombre de protons - et de neutrons - change alors. Il y a transmutation d'un élément en un autre. Par exemple, un atome de polonium 210, qui compte 84 protons et 126 neutrons, peut devenir, par radioactivité α, un atome de plomb 206 contenant 82 protons et 124 neutrons.

Kézako : peut-on transformer du plomb ou du mercure en or ?  L’or est un métal qui, à l’état naturel, est considéré comme rare. Mais serait-il possible d’en créer artificiellement à partir de plomb ou de mercure par exemple ? Unisciel et l’université de Lille 1 ont exploré la question au cours de cet épisode de Kézako.