Définitions
La radioactivité naturelle fait intervenir une transformation spontanée des noyaux mais on peut induire également des transformations artificielles en bombardant les noyaux avec des particules diverses.
La réaction nucléaire est alors schématisée ainsi :
où a et b sont des particules, X et Y les noyaux et Q l'énergie de la réaction.
Comme précédemment, cette réaction doit obéir aux restrictions imposées par la conservation de la charge, de l'énergie et de la quantité de mouvement. De plus, le nombre de nucléons doit être constant.
L'énergie Q peut être positive ou négative. Si elle est positive, la réaction est dite exothermique. Elle correspond à l'énergie cinétique des particules ainsi qu'à une éventuelle émission
. Si elle est négative, la réaction est dite endothermique. Dans ce cas, il faut que la particule incidente apporte une énergie suffisante pour que la réaction ait lieu et soit donc supérieure à un certain seuil.
Exemple : Expérience des Joliot-Curie en 1934
Avant 1932, tous les isotopes radioactifs connus étaient plus lourds que le plomb (Z=32). En 1934 les Joliot-Curie bombardent une cible d'aluminium (Z=13) avec des particules
. Ils observent l'émission de positons quelques minutes après l'arrêt de la source de particules
. En fait deux réactions successives se produisent faisant intervenir le phosphore comme intermédiaire :
Par la suite, on découvre qu'on peut produire des isotopes radioactifs d'éléments divers. Ces éléments, si ils sont impliqués dans des processus chimiques ou biologiques, peuvent servir de sondes pour étudier les processus en question. Une des conséquences majeures est enfin la découverte de la fission.
