Lois de conservation

Lois de Soddy

Les réactions nucléaires doivent vérifier les lois de conservation de Soddy :

• conservation du nombre de masse $A$ ;
• conservation du nombre de charge $Z$. 

Remarque

Contrairement aux transformations chimiques, il n’y a pas conservation des éléments (ex. : de l’hydrogène peut se transformer en hélium ou du carbone en azote) ni des charges (ex. : un proton peut donner un neutron).

• Exemple

• La désintégration radioactive est symbolisée par l'écriture d'une équation du type :

• ${}^{A_1}_{Z_1}\mathrm{X} \rightarrow {}^{A_2}_{Z_2}\mathrm{X}+{}^{A_3}_{Z_3}\mathrm{P}$ ;
• avec $X$ le noyau père, $Y$ le noyau fils et $P$ la particule émise par la désintégration.

• Ce phénomène obéit aux lois dites de Soddy qui traduisent :

• la conservation de nombre de charges $Z$ soit $Z_1= Z_2 + Z_3$ ;
• la conservation du nombre de masse $A$ soit $A_1 = A_2 + A_3$.

Application aux équations des réactions nucléaires

• Remarque

  Les lois de Soddy s’appliquent à toutes les transformations nucléaires qu’elles soient spontanées comme la radioactivité ou provoquées comme la fission ou la fusion.

• Exemple

  • Si on veut compléter l'équation de la désintégration suivante : ${}^{217}_{\ 88}\mathrm{Ra} \rightarrow {}^{A_2}_{Z_2}\mathrm{Rn}+{}^{4}_{2}\mathrm{He}$, on obtient avec les lois de Soddy :
  • la conservation de $Z$ nous donne : $88 = Z_2+ 2$ donc $Z_2 = 88 - 2 = 86$ ;
  • la conservation de $A$ : $217 = A_2 + 4$ donc $A_2 = 217 - 4 = 213$.
  • Soit ${}^{217}_{\ 88}\mathrm{Ra} \rightarrow {}^{213}_{86}\mathrm{Rn}+{}^{4}_{2}\mathrm{He}$