Bonjour,
Je déterre ce sujet.
Faute d'avoir pu ressortir mes cours d'école d'ingénieur (que je ne retrouve pas mais je vais continuer à chercher à l'occasion), j'ai essayé de me souvenir et de me rafraîchir la mémoire par recherche Google. Je suis tombé sur cette thèse qui décrit pas mal de théorie nucléaire:
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01674248/documentIl faut s'accrocher, j'ai juste jeté un coup d'oeil. Ainsi, des pros de la physique théorique me corrigeront, mais en attendant :
Oui, il me semble bien qu'on peut estimer la période de décroissance radioactive d'un noyau (ou plutôt, on parvient à retrouver avec des calculs théoriques les valeurs mesurées). Des modèles théoriques de l'interaction faible (modèle de Fermi, mis à jour depuis) permettent d'estimer cette quantité (avec plus ou moins de succès j'imagine; je ne sais pas si les résultats collent aux expériences pour les noyaux exotiques).
La notion de nombres magiques quant à elle fait référence à des nombres de protons ou de neutrons qui conduisent à des noyaux particulièrement stables (noyaux doublement magiques si nombre de neutron et de protons sont magiques). Par stabilité, on entend notamment que le premier niveau excité est à un niveau énergétique très élevé par rapport aux autres noyaux. Ou encore, la section efficace d'absorption neutronique sera très faible (le noyau ne "veut" plus d'autres neutrons). Ces nombres magiques s'expliquent par le modèle en couche du noyau, qui placent les nucléons dans des niveaux énergétiques "empilés" au fond d'un puits de potentiel modélisant l'interaction forte.
Dans la notion de stabilité décrite ici (interaction forte), il n'y a pas de notion de désintégration (interaction faible). Pourtant, on voit mal un noyau doublement magique se désintégrer... c'est bien qu'il doit y avoir un lien entre les deux. Il faudrait étudier plus en détail le modèle de Fermi pour comprendre ce lien. J'ai bien des idées mais je suis déjà allé assez loin pour un sujet sur lequel je ne suis pas expert...
Je parlais jusqu'ici de la radioactivité beta uniquement.
La radioactivité alpha est un phénomène complètement différent. De mémoire de mes cours, on ne la comprend pas parfaitement. Lors d'une radioactivité alpha, le noyau éjecte un noyau d'hélium. Le modèle en vigueur, je crois, est de considérer la probabilité de séparation de ce noyau d'hélium du reste des nucléons constituant le noyau. On voit bien que ce noyau He ne peut exister à proximité du gros noyau : d'une part ses 4 nucléons doivent remonter le puits de potentiel dans lequel ils sont, mais en plus le noyau d'hélium, pour exister à cet endroit (à proximité immédiate du gros noyau) doit passer une barrière coulombienne qui rend le gap énergétique à passer encore plus grand. C'est impossible.... sauf par effet tunnel. Ainsi, en calculant la proba de cet effet tunnel, on peut estimer la période de désintégration. On arrive bien souvent à des valeurs extrêmement grandes, ce qui est bien normal compte tenu du processus décrit ici. Ce modèle ne redonne pas parfaitement les valeurs expérimentales, mais on retrouve les ordres de grandeur (au hasard, le calcul donnera par exemple 1.2 milliard d'années pour l'U-235 alors que sa période est de 704 millions d'années), ce qui n'est déjà pas si mal !!
RP Cirkus 
Accueil 
