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 Desintegration de l'uranium 238

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atomisator
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MessageSujet: Desintegration de l'uranium 238   Dim 28 Sep 2014 - 20:32

Bonsoir,

Il y a plus de deux semaines maintenant, je me suis posé une question intéressante. Peut-être simple pour certains, mais pas pour moi.
Selon le tableau périodique, l'uranium est précédé par le protactinium, puis par le thorium.

L'uranium se désintègre en thorium, il "éjecte" ses particules.
Mais un atome ne peut-il pas aussi "augmenter" sa masse ou son numéro atomique ?
Le plutonium par exemple, est un composé artificiel. Est-ce que ça veut dire que l'uranium se transforme en plutonium lors de la fission nucléaire, puis avance dans le tableau périodique ?

Merci d'avance de vos réponses
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Dim 28 Sep 2014 - 20:50

Bonsoir Atomisator,
Content de te revoir sur les ondes :
ta question :"Mais un atome ne peut-il pas aussi "augmenter" sa masse ou son numéro atomique ?"

La réponse est non pour la masse si l'on pense à un phénomène spontanée, c'est à dire si l'on n'apporte rien de l'extérieur. Ce que l'on appelle la radioactivité.

Mais on peut effectivement augmenter la masse d'un noyau si l'on apporte des nucléons supplémentaires, notamment des neutrons dont la tendance générale est d'être absorbé lorsqu'ils s'approchent des noyaux.
C'est bien comme cela que l'on fabrique du plutonium 239, en faisant absorber des neutrons à l'uranium 238.

Par contre ce nouveaux noyau va par contre spontanément "monter" en numéro atomique (Z) par désintégration spontanée bêta moins (d'abord Neptunium puis Plutonium). Pour autant cette montée en numéro atomique s'accompagne d'une légère baisse en masse, avec toutefois un nombre constant de nucléon (concept de transition isobarique)

En l’occurrence ici des neutrons se transforme au sein du noyau en protons

Bonsoir
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atomisator
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Dim 28 Sep 2014 - 21:43

Donc, un noyau d'uranium 238 donnera un noyau de plutonium 239 en absorbant un neutron, puis se verra augmenter sa masse (Z) ? 

Dites le moi si je me trompe, car j'ai du mal à comprendre de temps en temps
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Domino
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Dim 28 Sep 2014 - 22:00

Bonsoir,
L'uranium 238 capture un neutron, il devient alors de l'U239 (il a augmenté sa masse)
Cet uranium239 va subir une désintégration beta: il perd donc un électron et le neutron devient un proton. Il devient alors le neptunium puis Pu 239.

Le Z, c'est le nombre de proton, le A est le nombre de masse protons + neutrons. Dans la masse de ton atome il y a aussi les électrons

Donc: U239 a gagné en masse, le Pu a le même A mais monte dans le tableau (Z) en ayant perdu un electron. La masse globale est donc un peu plus faible malgré l'augmentation du numéro atomique

_________________
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atomisator
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Dim 28 Sep 2014 - 22:08

Tout est clair maintenant !
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atomisator
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Lun 6 Oct 2014 - 22:44

En fait, il m'est venu un doute :
dites vous qu'un électron est perdu dans la désintégration beta moins ? Dans ce cas il devrait y avoir plus de protons que d'électrons dans l'atome, alors que leur nombre doit normalement etre egal. Est ce que je me trompe ?
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SW
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 10:47

Bonjour,

L'électron perdu fait partie du processus.

Les émetteurs bêta moins sont des radionucléides ayant un excès de neutrons par rapport à la vallée de stabilité, ils sont en-dessous de celle-ci (si tu ne vois pas de quoi je parle, fais une recherche dans ton moteur de recherche favori avec "vallée de stabilité").

Dans le noyau, un neutron se transforme en un proton et un électron est ejecté.

Ainsi, Le phosphore 32 (Z = 15), se transforme en soufre 32 (Z = 16) et émet une particule bêta moins (plus un antineutrino électron et une certaine quantité d'énergie, mais c'est une autre histoire).

@+
SW.

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Domino
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 11:43

Bonjour atomisator,
 l'atome a en général autant de protons que d'électrons et sa charge électrique est neutre.
mais, il peut y avoir des électrons en trop ou en moins et ton atome va avoir une charge négative ou positive.

Les atomes avec des charges positives vont former des molécules avec les atomes qui ont des charges négatives

Par ex: le Pu238 va avoir 4 charges positives et va se lier avec 2 atomes d'oxygène qui ont chacun 2 charge négatives, formant de l'oxyde de Pu  PuO2

Un partage d'électron en quelque sorte

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Domino
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 14:53

pour les puriste, il s'agit de dioxyde de Pu
(j'ai pas pu éditer)

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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 15:51

Atomisator's qouestchieun :"dites vous qu'un électron est perdu dans la désintégration beta moins ? Dans ce cas il devrait y avoir plus de protons que d'électrons dans l'atome?"


la désintégration bêta est avant tout un phénomène qui se produit au sein du noyau, et ne se préoccupe pas du nombre d'électrons autour (sauf cas particulier de la capture électronique, qui joue avec un électron du cortège)


Si l'on part d'un noyau Z enchassé dans un atome neutre (Z électrons), cas le plus courant, et qui fait une désintégration bêta- par exemple, alors un neutron devient proton et fabrique effectivement un électron tout neuf qui part avec une fraction de l'énergie libérée dans ce processus. Et il reste un noyau qui est passé de Z protons à Z+ 1  électrons. 


Dans un second temps, les orbitales se réarrangent et les Z électrons se retrouve sur les couches électroniques d'un atome  Z+1.
Et dans ce cas là effectivement l'atome final est ionisé+1, il lui manque 1 électron. Mais pour le physicien nucléaire, c'et un phénomène en général assez secondaire de chimie. Cet atome ionisé fera en général tout pour capturer un autre électron, soit en se liant, soit en capturant un électron libre qui passait par là.


les charges électrostatiques crées par ce phénomène est en général parfaitement négligeable devant le processus nucléaire en termes d'énergie mise en jeu. Ne serait ce que parce que l'électron tout neuf émis dans la matière environnante est capable de créer plusieurs dizaines de milliers d’ionisations à lui tout seul.


Gluonmou
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 18:38

Donc, si je comprends bien, la perte d'un électron n'influe pas sur les électrons à l’extérieur du noyau ? Un electron est donc fabriqué lors de la désintégration ?
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 18:48

"Un electron est donc fabriqué lors de la désintégration "


Effectivement. l'énergie libérée (parce que la masse finale est plus petite que la masse initiale) peut fabriquer de la masse. ici un électron tout neuf, qui se promène au milieu d'autres électrons, dont la plupart (mais pas tous) sont aussi vieux que l'Univers.En fait le plus étrange c'est que malgré cette différence d'âge, rien ne les distingue.


Ils ne vieillissent pas (les veinards, mais bon , en même temps, une vie d'électron...)


Gluonmou, électron libre 
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atomisator
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 18:50

C'est donc cela, je n'ai pas un cerveau de la taille d'un éléctron !

Merci à tous de votre aide, on se retrouve plus tard pour d'autres sujets Wink
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atomisator
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MessageSujet: Re: Desintegration de l'uranium 238   Mar 7 Oct 2014 - 21:51

j'aimerais être corrigé sur mon hypothèse :
un atome d'uranium 238 absorbe un neutron puis emmet une désintégration beta moins. Un neutron se transforme en proton et un électron part de l'atome. Ainsi l'uranium se transforme en neptunium puis en plutonium en ayant un électron de moins (jusqu'à qu'un électron le remplace).

est ce bon ou ai-je mal compris quelque chose ? Je n'aimerais surtout pas vous faire perdre votre temps.
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