⚛️ Les transformations nucléaires de la matière
I. Définition
Une transformation nucléaire est une transformation au cours de laquelle le noyau d’un atome est modifié.
✔ De nouveaux noyaux apparaissent
✔ Les éléments chimiques changent
⚠️ Différence essentielle :
• Physique / chimique → espèces conservées
• Nucléaire → nouveaux éléments
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II. Structure du noyau
Un noyau est constitué de :
- protons (charge +)
- neutrons (charge nulle)
A = nombre de nucléons (protons + neutrons)
Z = nombre de protons (charge)
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III. Les isotopes
Des
isotopes sont des atomes d’un même élément :
- même Z → même élément chimique
- nombre de neutrons différent
✔ même place dans le tableau périodique
✔ masses différentes
Exemple :
64
30
Zn
68
30
Zn
→ même élément (zinc)
→ masses différentes
📌 Origine du mot : "isotope" (1913, Frederick Soddy) = même place
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IV. Les réactions nucléaires
Une transformation nucléaire est modélisée par une réaction nucléaire.
1. La fusion nucléaire
La fusion est la réunion de noyaux légers pour former un noyau plus lourd.
Exemple réel (corrigé) :
2
1
H
+
3
1
H
→
4
2
He
+
1
0
n
✔ produit dans le Soleil
✔ libère énormément d’énergie
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2. La fission nucléaire
La fission est la division d’un noyau lourd après capture d’un neutron.
Exemple simplifié :
✔ utilisée dans les centrales nucléaires
✔ produit de l’énergie thermique → électricité
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V. Lois de conservation
Lors d’une réaction nucléaire :
- Conservation du nombre de nucléons (A)
- Conservation du nombre de charges (Z)
Vérification :
A : 2 + 3 = 4 + 1 ✔
Z : 1 + 1 = 2 + 0 ✔
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VI. Énergie des transformations nucléaires
Les transformations nucléaires libèrent une très grande quantité d’énergie.
Relation fondamentale :
E = mc²
✔ une petite masse → grande énergie
Exemple : énergie du Soleil produite par fusion nucléaire
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VII. Méthode : vérifier une réaction nucléaire
1. Vérifier A (nucléons)
2. Vérifier Z (charges)
3. Corriger si nécessaire
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VIII. Bilan
• modification du noyau
• apparition de nouveaux éléments
• conservation de A et Z
• énergie très importante
• fusion et fission principales transformations
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Sources
Programme officiel de Physique-Chimie – Classe de Seconde – Éducation nationale
Benguigui N. (2023). PrépaBac – Physique-Chimie Seconde. Éditions Hatier
Espace pédagogique – Éduscol Physique-Chimie (Ministère de l’Éducation nationale)