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Le noyau atomique constitue le cœur de l'atomeatome. 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 massemasse d'un atome. La densité de matièrematière dans un noyau atomique est de l'ordre de 230.000 tonnes par millimètre cube !

Le noyau des atomes est formé de :

  • protons ;
  • neutrons.

ProtonsProtons et neutronsneutrons sont encore appelés nucléonsnucléons. Le noyau atomique est donc chargé positivement et sa cohésion est essentiellement assurée par l'interaction forteinteraction forte.

Nombre de protons et nombre de neutrons

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

Le nombre de neutrons, quant à lui, peut varier pour donner naissance à des isotopesisotopes de l'élément. Ainsi, le carbonecarbone 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

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'énergieénergie 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 (bêtabêta), généralement accompagné d'une émissionémission γ (gamma), une émission de photonsphotons. Le nombre de protons - et de neutrons - change alors. Il y a transmutationtransmutation d'un élément en un autre. Par exemple, un atome de poloniumpolonium 210, qui compte 84 protons et 126 neutrons, peut devenir, par radioactivitéradioactivité α, un atome de plombplomb 206 contenant 82 protons et 124 neutrons.