Excitation d’un noyau
Un noyau d'atome est un ensemble compact de protons et de neutrons liés entre eux. En d’autres termes, les nucléons (protons et neutrons) en agitation permanente sont entassés dans le fond d’un potentiel attractif.
Lorsque le noyau est en interaction avec des particules ou d’autres noyaux lors d’une réaction nucléaire, il peut recevoir de l’énergie qui se répartit sous forme cinétique (le noyau acquière une vitesse ou l’augmente) et sous forme d’excitation interne. Ce sont les nucléons constituants qui ont alors une énergie cinétique plus importante et qui stockent ainsi l’énergie d’excitation du noyau. Les nucléons sont plus agités.
L’énergie d’excitation va ensuite s’évacuer de façon plus ou moins rapide ; c’est la désexcitation. Pour des valeurs modestes, inférieures à quelques dizaines de MeV, le noyau ne change pas de nature (nombre de protons et de neutrons le constituant). Il libère cette énergie en émettant des photons (notés aussi γ). Pour des énergies plus grandes, des nucléons peuvent s’échapper du potentiel attractif et le noyau change alors de nature.
En fait, 7 MeV environ concentrés sur un neutron suffisent pour qu’il sorte du noyau.
La désexcitation dépend donc fortement du nombre de nucléons sur lesquels l’énergie d’excitation se répartit, et plus précisément du type de réaction nucléaire ayant excité le noyau. Un maximum d’énergie d’excitation peut être stocké dans le noyau lorsque celle-ci est bien répartie sur tous les nucléons. On parle alors d’un ensemble thermalisé (les nucléons constituants sont en agitation thermique) et d’excitation collective du noyau.
Dans ce mode, les forces d’attraction nucléaires ne peuvent cependant retenir un ensemble de nucléons ayant chacun une énergie cinétique moyenne excédant 3 MeV environ. Pour de telles excitations, le noyau se brise en de multiples constituants (nucléons, noyaux d’hélium et petits noyaux). C’est ce que l’on appelle la multifragmentation.
Source: Alain Boudard (Irfu-SPhN)
E. De-laborderie, dépêche du 20/03/2008
