Préface
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
I.
CONCEPTS NUCLÉAIRES DE BASE
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Propriétés nucléaires de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
a
Masse et charge nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
b.
Dimension nucléaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
c.
Moment angulaire intrinsèque du noyau . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
d.
Propriétés dynamiques des noyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
e.
Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
II.
STRUCTURE NUCLÉAIRE
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Éléments de mécanique quantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
a.
L’onde de De Broglie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
b.
équation de Schrôdinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
c.
Interprétation des conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
d.
Équation de Schrôdinger en coordonnées sphériques . . . . . . . . . .
. . .
e.
Équation d’onde de deux particules en interaction . . . . . . . . . . .
. . . .
f.
Particule dans une boite cubique fermée . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
g.
Pénétration d’une barrière par une particule . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
h.
Parité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
Énergie nucléaire de liaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
a.
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
b.
Énergie moyenne de liaison par nucléon.
Saturation et courte portée des forces nucléaires . .
. . . . . . . . . . . . . .
c.
Systématique de l’énergie de séparation . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
d.
Systématique de l’abondance des nuclides stables . . . . . . . . . . .
. . . .
4.
Modèle de la goutte liquide. Formule semi-empirique de masse . . . . . .
a.
Énergie coulombienne d’un noyau sphérique . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
b.
Énergie d’asymétrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
c.
Paraboles de masse. Ligne de stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
d.
Résumé. Effets de couches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
5.
Modèles en couches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
a.
Bases expérimentales du modèle en couches . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
b.
Modèle en couches a particule indépendante . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
c.
Modèle avec couplage spin-orbite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
d.
Les autres modèles nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
6.
Niveaux d’énergie des noyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
7.
Symétrie de charge et indépendance de charge des forces nucléaires . .
.
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
III.
INTERACTIONS DES RAYONNEMENTS NUCLÉAIRES
AVEC LA MATIÈRE
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Interaction des particules chargées avec la matière . . . . . . . . . .
. . . . . .
3.
Interactions des neutrons avec la matière . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
a.
Perte d’énergie des neutrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
b.
Distribution en énergie des neutrons après collision . . . . . . . . . .
. . . .
4.
Interaction du rayonnement gamma avec la matière . . . . . . . . . . . .
. . . . .
a.
Absorption des rayons gamma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
b.
Effet Compton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
c.
Effet photoélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
d.
Production de paires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
5.
Interaction des positrons avec la matière . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
6.
Détection des rayonnements nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
IV.
DÉSINTÉGRATION RADIOACTIVE
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Radioactivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
a.
Désintégration d’un seul radio-isotope . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
b.
Production d’un radio-isotope par bombardement nucléaire . . . . . . .
.
c.
Production d’un radio-isotope par la désintégration d’un parent . .
. . .
d.
Cas particuliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
3.
Largeurs des états instables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
4.
Désintégration gamma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
a.
Cinématique de la désintégration gamma . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
b.
Constante de désintégration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
c.
Effets quantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
d.
Classification des désintégrations gamma . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
e.
Conversion interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
f.
Renseignements sur la structure nucléaire
à partir de la désintégration gamma . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
5.
Désintégration alpha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
a.
Cinématique de la désintégration alpha . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
b.
Constante de désintégration pour la désintégration alpha . . . . . . .
. . .
c.
Facteurs d’empêchement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
d.
Spectres de particules alpha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
6.
Désintégration bêta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
a.
Hypothèse du neutrino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
b.
Énergétiques de l’émission bêta . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
c.
Constante de désintégration pour l’émission bêta . . . . . . . . . .
. . . . . .
d.
Forme du spectre bêta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
e.
Durée de vie et classification des rayonnements bêta . . . . . . . . . .
. . .
f.
Capture électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
g.
Désintégration bêta inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
h.
Non-conservation de la parité dans la désintégration bêta . . . . . .
. . .
i.
Information sur la structure nucléaire à partir de la désintégration bêta
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
V.
RÉACTIONS NUCLÉAIRES
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Application des lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
a.
Énergétique. Conservation du moment linéaire . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
b.
Les autres lois de conservations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
3.
Les différentes réactions nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
4.
Sections efficaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
a.
Définition d’une section efficace . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
b.
Dépendance énergétique et angulaire
des sections efficaces expérimentales . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .
c.
Section efficace coulombienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
d.
Discussion qualitative des sections efficaces de neutrons . . . . . . . .
. .
5.
Réactions par noyau compose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
a.
Formation du noyau composé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
b.
Désintégration du noyau composé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
e.
Cas particuliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
6.
Réactions directes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
a.
Modèle optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
b.
Modèle d’interaction superficielle . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
c.
Réactions de stripping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
7.
Fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
a.
Énergie libérée dans une fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
b.
Détails de la fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
c.
Section efficace de fission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
VI.
FORCE NUCLÉAIRE
1.
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.
Théorie mésique des forces nucléaires . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
Problèmes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
INFORMATION SUR LA FORCE NUCLÉAIRE
A PARTIR DU SYSTÈME A DEUX NUCLÉONS
1.
Structure du deuton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
2.
Théorie de la diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
a.
Amplitude de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
b.
Analyse de l’onde partielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
c.
Déphasage de l’onde s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
d.
Longueur de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
3.
Diffusion neutron-proton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
4.
État virtuel du deuton. Diffusion de neutrons par le parahydrogène . . . .
5.
Paramètres de la force entre deux nucléons . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES ÉLÉMENTS .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PROPRIÉTÉS DES NUCLIDES STABLES . . . . . . . . . . . . .
. . .
. . . . . . . .
VALEURS DES CONSTANTES PHYSIQUES
ET FACTEURS DE CONVERSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
Réponses
aux problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
Bibliographie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
Index
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
