Carte des nucléides

La carte des nucléides permet de décrire certaines propriétés des nucléides de manière graphique simple en les inscrivant sur un système d'axes nombre de neutrons / numéro atomique (nombre de protons). Ce type de représentation remonte à , avec une première tentative de Giorgio Fea ; elle sera suivie de nombreuses autres, dont celle d'Emilio Gino Segrè en 1945 : le diagramme de Segrè. Cet outil, célèbre dans la communauté nucléaire, a connu diverses évolutions avec les versions classiques, comme la Carte des nucléides de Karlsruhe (en) depuis 1958, ou le diagramme universel des nucléides de Strasbourg (Strasbourg Universal Nuclide Chart) en 1992, de même que des versions en ligne mises en place par de nombreuses institutions nationales.

Carte des nucléides.
Exemple de diagramme de Segrè. Sur celui-ci figure aussi le type de radioactivité du noyau : les noyaux stables possédant peu de nucléons se trouvent dans la vallée de stabilité, le long de la bissectrice du diagramme.

Principe

La carte des nucléides organise leur répartition le long de l'axe X (abscisse) suivant leur nombre de neutrons et le long de l'axe Y (ordonnée) suivant leur nombre de protons. Extension du tableau périodique des éléments qui permet seulement de décrire les propriétés chimiques des éléments, cette représentation donne accès à tous les isotopes d'un même élément qui diffèrent par leur nombre de neutrons et donc par leurs caractéristiques radioactives.

Tendances dans la carte des nucléides
  • Les isotopes sont des nucléides avec le même nombre de protons (Z) mais un nombre de neutrons (N) différent. Ils ont donc le même numéro atomique (Z) et appartiennent tous au même élément chimique. Les isotopes sont donc voisins sur une même rangée horizontale de la carte des nucléides. Exemples d'isotopes : carbone 12, carbone 13, carbone 14.
  • Les isotones sont des nucléides avec le même nombre de neutrons (N) mais un nombre de protons (Z) différent. Les isotones sont donc voisins dans une même colonne verticale de la carte des nucléides. Exemple d'isotones : carbone 14, azote 15, oxygène 16.
  • Les isobares sont des nucléides avec le même nombre de nucléons (Z + N, ou nombre de masse) mais un nombre de protons (Z) et de neutrons (N) différents. Les isobares sont voisins en diagonale d'en bas à droite vers en haut à gauche. Exemples d'isobares : carbone 14, azote 14, oxygène 14.
  • La vallée de stabilité est une région de la carte des nucléides qui contient la plupart des isotopes stables.
  • Il n'y a pas d'élément possédant des isotopes stables avec un numéro atomique Z supérieur à celui du plomb (Z = 82). Seuls deux éléments avec un numéro atomique Z inférieur à 82 n'ont pas d'isotope stable : le technétium (Z = 43) et le prométhium (Z = 61).

Voir aussi

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