Histoire de la matière et structure atomique
Ce chapitre présente les bases de la structure atomique et retrace l'histoire de la formation de la matière dans l'Univers.
La notation des atomes est expliquée, avec A représentant le nombre de nucléons, X le symbole chimique, et Z le numéro atomique. Les isotopes sont définis comme des noyaux ayant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.
Définition: Les réactions nucléaires modifient la structure du noyau atomique, tandis que les réactions chimiques ne modifient que le cortège électronique.
Le Big Bang, survenu il y a 13,8 milliards d'années, marque le début de l'Univers. Une chronologie détaillée est présentée, de la soupe primordiale de particules à la formation des premières étoiles et galaxies.
Highlight: La nucléosynthèse primordiale a conduit à la formation de 25% d'hélium et 75% d'hydrogène en masse dans les premières minutes de l'Univers.
La nucléosynthèse stellaire est définie comme l'ensemble des réactions nucléaires se produisant à l'intérieur des étoiles, formant les éléments plus lourds jusqu'au fer.
Exemple: Les éléments les plus abondants dans l'Univers sont l'hydrogène 90, l'hélium 9, et l'oxygène 0,1.
Le chapitre se termine en mentionnant l'expansion de l'Univers et son refroidissement progressif.
Fusion et fission nucléaires
Cette section aborde les processus de fusion et de fission nucléaires, essentiels à la compréhension de l'énergie nucléaire et de l'évolution stellaire.
La fusion nucléaire est définie comme la combinaison de noyaux légers pour former un noyau plus lourd. Ce processus se produit dans le cœur des étoiles sous des conditions extrêmes de température et de pression.
Exemple: Une réaction de fusion typique : ²He + ²He → ⁴He + 2¹H
La fission nucléaire est présentée comme la division d'un noyau lourd en noyaux plus légers. Ce processus est à la base du fonctionnement des centrales nucléaires.
Highlight: La fission nucléaire peut provoquer une réaction en chaîne, contrôlée dans les réacteurs nucléaires grâce à des modérateurs.
Exemple: Une réaction de fission typique : ²³⁵U + n → ¹³⁴Te + ⁹⁹Zr + 3n
Le document explique également la désintégration radioactive et introduit le concept de demi-vie, crucial pour la datation radioactive.
Définition: La demi-vie est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux d'un échantillon radioactif se soit désintégrée.
Exemple: La datation au carbone 14, avec une demi-vie de 5730 ans, est utilisée pour déterminer l'âge de matériaux organiques.
Enfin, la découverte de la radioactivité par Henri Becquerel est mentionnée, ainsi que les travaux de Marie Curie qui ont montré que d'autres éléments émettent également des rayonnements.
Highlight: La découverte de la radioactivité a ouvert de nouvelles perspectives en physique et en chimie, menant à de nombreuses applications dans divers domaines.
