Énergie de cohésion d'un noyau

Lors d'une transformation nucléaire (naturelle ou provoquée), la masse des produits est toujours un peu inférieure à la masse des réactifs. La perte de masse est notée Δm. Associé à cette perte de masse, se produit un dégagement d'énergie dont la valeur ΔE est donnée par la relation d'Einstein :

Avec C est la célérité de la lumière : C=3 108 m/s

L'unité l'égale de l'énergie est le Joule (J), toutefois, en nucléaire l'unité la mieux adaptée est l'électron-volt (eV).

et

La masse d'un noyau atomique est toujours un peu inférieure à la somme des masses de ses nucléons. La différence Δm entre la masse des nucléons et celle du noyau est appelée défaut de masse. Un noyau est d'autant plus stable que cette quantité ΔE est grande, c'est pourquoi ΔE est appelée énergie de cohésion (ou énergie de liaison) du noyau.[1]

Pour comparer entre elles les stabilités des noyaux de divers éléments, on compare les énergies de cohésion rapportées à 1 nucléon, et exprimées en MeV/nucléon.

La courbe d'Aston donne l'énergie de cohésion par nucléon des noyaux atomiques en fonction de A.

On peut constater à travers cette courbe, que l'énergie de liaison par nucléons est maximum pour 60 < A < 90. Cela correspond aux noyaux les plus stables dont l'ordre de stabilité est d'environ 8,8 MeV/nucléons (EL/A ≈9 (MeV/nucléons).

On peut distinguer deux grandes zones, séparées par une ligne aux traits pointillés dans la figure :[2]

  • pour les éléments légers, il est possible de gagner beaucoup d'énergie lors de la fusion des nucléons ;

  • pour les éléments lourds, c'est à l'inverse la fission qui va libérer de l'énergie

Courbe d'AstonInformations[3]