Fission Spontanée

Bonjour !

J'avais juste une question rapide au sujet de la fission spontanée :

Est-elle bien due à un nombre de protons élevé, qui va faire emporter l'interaction électronique sur l'interaction forte ?

Désolé pour la simplicité de la notion demandée, mais j'ai cru comprendre ça dans un livre qui se limitait à dire : "Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique finit par l'emporter."

J'ai regardé sur quelques sites, mais ils n'expliquent que les conséquences de la fission et pas la cause première.

La fission spontanée se fait d'elle même, et n'a pas besoin d'un apport extérieur en nucléons (cas de la fission nucléaire)

Voilà !

Merci d'avance !

La fission nucléaire tout court tu veux dire ?

La désintégration nucléaire n'a rien à voir avec la répulsion électromagnétique. La cause première c'est dans le noyau atomique lui-même, l'interaction faible.

La fission spontanée (FS) est une forme de désintégration radioactive caractéristique des isotopes lourds.
Elle est théoriquement possible pour tous les noyaux atomiques dont la masse est supérieure à 100 uma, c’est-à-dire à peu près plus lourd que le ruthénium. Cependant, en pratique, la fission spontanée est observée uniquement pour les noyaux atomiques dont la masse est supérieure à 230 uma, c’est-à-dire à partir du thorium.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fission_spontan%C3%A9e

Regarde bien la première inéquation, elle répond à ta question. Mais comme dans tout média, Wikipedia est à prendre avec des pincettes, les erreurs sont légion. Il faut notamment rester sceptique concernant les articles non sourcés.

Pulstars a écrit:: La désintégration nucléaire n'a rien à voir avec la répulsion électromagnétique.

Mais alors que signifie cette phrase : "Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique finit par l'emporter."

Je pensais qu'il s'agissait de la fission nucléaire, mais apparemment pas ?

Et lorsque tu parles d'interaction faible, quelle rôle a-t-elle ?

Il ne faut pas confondre la répulsion électrostatique qui est le fait de l'interaction électromagnétique, avec l'interaction faible qui assure la cohésion des nucléons entre eux dans le noyau atomique. Il faut rappeler que la force de cohésion nucléaire est beaucoup plus forte que la répulsion électrostatique. Ce n'est pas la répulsion électrostatique qui est la cause de la fission spontanée, mais la quantité et la proportion de nucléons dans le noyau.

Il suffirait de comparer d'une part l'énergie nécessaire pour maintenir une "cohésion" de nucléons en s'opposant à la répulsion électrostatique avec d'autre part l'énergie de la force nucléaire qui assure justement la cohésion du noyau. On pourrait prendre l'exemple du tritium pour faire des vérifications.

À cette question "Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique finit par l'emporter", il faut qu'elle soit réfutable. Il est nécessaire de la vérifier par le calcul. Si l'affirmation est vraie, alors un noyau lourd contenant majoritairement beaucoup de neutrons (électriquement neutres, donc sans répulsion électrostatique) devrait rester stable, or ce n'est pas le cas... Et justement, dans le cas des isotopes de l'hydrogène : le deutérium est stable, et le tritium est instable, or la différence entre les deux isotopes c'est un neutron électriquement neutre.

Dans l'univers il existe 4 interactions fondamentales : la gravitation, l'électromagnétisme, la force faible (cohésion des nucléons dans un noyau) et la force forte (cohésion d'un triplet de quarks dans un nucléon).

J'ai cependant une remarque à faire à propos de l'interaction faible : à partir de l'équation de l'effet Casimir, j'ai constaté que la force attractive due à l'effet Casimir entre deux nucléons distants entre eux d'environ 1 femtomètre est équivalente à la force de cohésion nucléaire. Je demande à Bongo1981 de dire ce qu'il en pense.

GmaHx a écrit:: Bonjour !

J'avais juste une question rapide au sujet de la fission spontanée :

Est-elle bien due à un nombre de protons élevé, qui va faire emporter l'interaction électronique sur l'interaction forte ?

oui

GmaHx a écrit:: Désolé pour la simplicité de la notion demandée, mais j'ai cru comprendre ça dans un livre qui se limitait à dire : "Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique finit par l'emporter."

J'ai regardé sur quelques sites, mais ils n'expliquent que les conséquences de la fission et pas la cause première.

Es-tu d'accord avec moi que ce sont des phénomènes qui se produisent dans le noyau atomique ?
Dans le noyau il y a 2 sortes de particules : le proton qui a une charge positive et le neutron qui est neutre électriquement parlant. Le noyau est très petit 1e-15 m. Es-tu d'accord que rassembler des porteurs de charges positives dans un volume faible provoque une répulsion de chacun d'entre eux ?

Donc forcément dans un noyau il y a une force attractive qui permet de contrebalancer la force répulsive des protons afin de les maintenir au sein du noyau ?

Donc tu es d'accord que si tu augmentes le nombre de proton, tu augmentes cette force électrostatique. Et donc forcément à un moment ou un autre cette force devient comparable à la force qui maintient les protons ensembles ?

GmaHx a écrit:: La fission spontanée se fait d'elle même, et n'a pas besoin d'un apport extérieur en nucléons (cas de la fission nucléaire)

Voilà !

Merci d'avance !

La fission spontanée se fait par effet tunnel Wink

Pulstars a écrit:: La désintégration nucléaire n'a rien à voir avec la répulsion électromagnétique. La cause première c'est dans le noyau atomique lui-même, l'interaction faible.

En fait il y a plusieurs types de désintégration nucléaire :
- alpha
- beta
- gamma
Elle met en jeu l'interaction forte et électromagnétique (dans le premier cas), l'interaction faible dans le deuxième cas, et l'interaction forte dans le 3ème cas.

Pulstars a écrit:: Il ne faut pas confondre la répulsion électrostatique qui est le fait de l'interaction électromagnétique, avec l'interaction faible qui assure la cohésion des nucléons entre eux dans le noyau atomique. Il faut rappeler que la force de cohésion nucléaire est beaucoup plus forte que la répulsion électrostatique. Ce n'est pas la répulsion électrostatique qui est la cause de la fission spontanée, mais la quantité et la proportion de nucléons dans le noyau.

Je pense qu'il y a une petite confusion entre :
- interaction forte : qui est la force qui lie proton et neutron dans un noyau atomique, qui a uns constante de couplage proche de 1, et une portée de l'ordre de 1 fermi
- interaction faible : qui est une interaction qui change l'identité des particules, il change proton en neutron ou l'inverse (ou bien au niveau des quarks, up en down ou l'inverse), c'est également cette interaction à l'origine du comportement étrange des particules étranges, de portée 1e-18 mètre et de constante de couplage de 1e-5.

Pulstars a écrit:: Il suffirait de comparer d'une part l'énergie nécessaire pour maintenir une "cohésion" de nucléons en s'opposant à la répulsion électrostatique avec d'autre part l'énergie de la force nucléaire qui assure justement la cohésion du noyau. On pourrait prendre l'exemple du tritium pour faire des vérifications.

En fait pour le tritium, il faut juste comparer sa masse, à celle de l'hélium 3, on verrait que l'hélium est plus léger, et donc forcément le tritium est instable. Il faut que deux quarks du neutron se rapproche suffisament pour pouvoir échanger un boson W.

Pulstars a écrit:: À cette question "Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique finit par l'emporter", il faut qu'elle soit réfutable.

Oui c'est le cas, en général des noyaux avec beaucoup de protons sont instables (désintégration beta +).

Pulstars a écrit:: Il est nécessaire de la vérifier par le calcul. Si l'affirmation est vraie, alors un noyau lourd contenant majoritairement beaucoup de neutrons (électriquement neutres, donc sans répulsion électrostatique) devrait rester stable, or ce n'est pas le cas... Et justement, dans le cas des isotopes de l'hydrogène : le deutérium est stable, et le tritium est instable, or la différence entre les deux isotopes c'est un neutron électriquement neutre.

Ca c'est sans compter sur l'instabilité du neutron, il est légèrement plus massif que le proton + l'électron, donc il se désintègre.

Pulstars a écrit:: Dans l'univers il existe 4 interactions fondamentales : la gravitation, l'électromagnétisme, la force faible (cohésion des nucléons dans un noyau) et la force forte (cohésion d'un triplet de quarks dans un nucléon).

En fait non :
- l'interaction forte c'est la cohésion des protons et neutrons dans le noyau, c'est la résultante de l'interaction de couleur, véhiculée par des gluons, qui confine les quarks, en fait il faut voir l'interaction de couleur comme la force électromagnétique liant proton et électron, et la force forte liant proton et neutron comme la force liant deux atomes dans une molécule
- l'interaction faible transforme une particule en une autre (ça fait intervenir les neutrinos et les bosons intermédiaires)

Pulstars a écrit:: J'ai cependant une remarque à faire à propos de l'interaction faible : à partir de l'équation de l'effet Casimir, j'ai constaté que la force attractive due à l'effet Casimir entre deux nucléons distants entre eux d'environ 1 femtomètre est équivalente à la force de cohésion nucléaire. Je demande à Bongo1981 de dire ce qu'il en pense.

Je n'ai pas trop vu comment tu as procédé, mais je te propose plutôt de partir de l'équation de Klein-Gordon, et d'obtenir quelque chose qui ressemble au potentiel de Yukawa. Cela a donné la prédiction d'une particule de masse 200 MeV (vue la portée de l'interaction forte), on a cru que c'était le muon, mais c'est bien l'existence du méson pi que l'on a prédit.