Physique nucléaire - Définition et Explications

Introduction

La physique nucléaire est la science qui étudie non seulement le noyau atomique (Le noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de...) en tant que tel (élaboration d'un modèle théorique) mais aussi la façon dont il interagit lorsqu'une particule arrive « à proximité » (l'ordre de grandeur est 10^-12 cm, on parle couramment en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) de section efficace (Une section efficace est une grandeur physique correspondant à la probabilité d'interaction d'une...) dont l'unité est le barn (Le barn (symbole b) est une unité spéciale employée en physique nucléaire et en physique des...) soit 10^-24 cm²) du noyau (obtention de résultats expérimentaux). Après un bref rappel historique, cet article se consacre à décrire :

• la structure nucléaire, qui vise à comprendre comment les nucléons (protons et neutrons) interagissent pour former le noyau.
• les mécanismes des réactions nucléaires dont le but est de décrire les différentes façons qu'ont les noyaux d'interagir : fission, fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...), diffusion (élastique, inélastique), radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur...)...
• les domaines d'applications de la physique nucléaire : de la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) à l'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...), en passant par la production d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...), tous ces domaines d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) exploitent la physique des interactions rayonnement-matières.
• les organismes de recherche en physique nucléaire, en France et dans le monde (Le mot monde peut désigner :).

Introduction

La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) est constituée de molécules, elles-mêmes constituées d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...). Ces atomes sont formés d'un noyau central entouré par un nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) électronique. La physique nucléaire est la science qui s'intéresse à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des phénomènes physiques faisant intervenir le noyau atomique. En raison de la taille microscopique de celui-ci, les outils mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide...) utilisés s'inscrivent essentiellement dans le cadre du formalisme de la mécanique quantique (La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de...).

Le noyau atomique est constitué de nucléons, qui se répartissent en protons et en neutrons. Les protons sont des particules qui possèdent une charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) élémentaire positive, alors que les neutrons sont des particules neutres. Ils n'ont qu'un moment magnétique (En magnétostatique, soit une distribution de courants permanents à support compact de volume V.), et ne sont donc que peu sensibles au champ électromagnétique (Un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force...), contrairement aux protons. Si l'on assimilait le noyau atomique à une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) dure, le rayon de cette sphère serait de quelques fermis, 1 fermi valant 10^-15 mètres (1 fermi = 1 femtomètre). Les noyaux possédant la même valeur de Z, c'est-à-dire le même nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de protons, et n'ayant pas le même nombre de neutrons sont appelés isotopes.