Objectifs du parcours
Ce que tu vas savoir faire
- Distinguer transformation physique, chimique et nucléaire.
- Identifier des isotopes à partir de A et Z.
- Relier stabilité d’un noyau et transformation spontanée ou provoquée.
- Trouver un noyau père ou fils par conservation de A et Z.
- Comparer fission et fusion sans les confondre avec une combustion.
- Relier réactions nucléaires et chaînes de conversion d’énergie dans le Soleil et une centrale.
Le chapitre en bref
Une transformation nucléaire modifie un ou plusieurs noyaux. Deux isotopes ont le même numéro atomique Z mais des nombres de masse A différents. Une équation nucléaire conserve séparément la somme des A et la somme des Z. La fusion solaire assemble des noyaux légers ; la fission en centrale scinde un noyau lourd. Ces réactions convertissent une partie de la masse-énergie et rendent possibles d’autres transferts d’énergie.
1. Qu’est-ce qui change dans une transformation nucléaire ?
Une transformation physique conserve les espèces chimiques et modifie leur état ou leur organisation. Une transformation chimique réorganise les entités et fait apparaître d’autres espèces. Une transformation nucléaire modifie les noyaux eux-mêmes : un numéro atomique Z différent correspond alors à un autre élément.
Un noyau peut aussi devenir un autre isotope du même élément si A change mais Z reste identique. Dire qu’une transformation nucléaire crée toujours un nouvel élément serait donc trop général.
2. Comment reconnaître deux isotopes ?
Dans l’écriture ᴬZX, Z compte les protons et définit l’élément ; A compte les nucléons, protons et neutrons. Le nombre de neutrons vaut A−Z. Deux isotopes ont le même Z et des A différents.
Le carbone 12 et le carbone 14 possèdent chacun 6 protons, mais respectivement 6 et 8 neutrons. Un ion carbone 14 et un atome carbone 14 ne sont pas deux isotopes : leur noyau est identique et seul le cortège électronique diffère.
3. Comment trouver le noyau père ou le noyau fils ?
Dans une équation nucléaire, on additionne séparément les nombres de masse A et les numéros atomiques Z de chaque côté. Les deux sommes doivent être égales. Les particules émises ou reçues participent elles aussi au bilan.
Pour ²³⁸₉₂U → ? + ⁴₂He, le noyau manquant vérifie A=238−4=234 et Z=92−2=90 : il s’agit de ²³⁴₉₀Th. Cette méthode détermine l’écriture ; elle ne dispense pas d’identifier le symbole correspondant à Z.
4. Stable, instable, spontanée ou provoquée ?
Un noyau instable peut se transformer spontanément en émettant une ou plusieurs particules : c’est une désintégration radioactive. L’instant de désintégration d’un noyau individuel est aléatoire ; on décrit statistiquement un grand ensemble de noyaux.
Une réaction nucléaire peut aussi être provoquée par l’interaction avec une particule ou un autre noyau. La fission de l’uranium 235 peut être amorcée par la capture d’un neutron. Spontanée et provoquée décrivent le déclenchement, pas la quantité d’énergie convertie.
5. Quelle différence entre fission et fusion ?
La fission scinde un noyau lourd en noyaux plus légers et peut émettre des neutrons. Un exemple ajusté est ²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴¹₅₆Ba + ⁹²₃₆Kr + 3 ¹₀n : A vaut 236 de chaque côté et Z vaut 92.
La fusion assemble des noyaux légers dans des conditions extrêmes. Dans le Soleil, une chaîne de réactions a pour bilan net la transformation de quatre noyaux d’hydrogène en un noyau d’hélium 4, avec émission d’autres particules et d’énergie. Ce n’est ni la fusion directe de deux atomes, ni une combustion chimique.
6. Comment l’énergie nucléaire devient-elle rayonnement ou électricité ?
Une réaction nucléaire peut convertir une partie de la masse-énergie du système. Dans le Soleil, les réactions de fusion alimentent l’énergie interne du plasma puis le rayonnement émis. Une petite partie de ce rayonnement atteint la Terre.
Dans une centrale, la fission chauffe un fluide ; la vapeur met une turbine en mouvement, puis un alternateur convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Toutes les étapes ont un rendement inférieur à 100 % : une part est transférée à l’environnement. L’énergie n’est pas créée, elle est convertie et transférée.
Erreurs fréquentes
L'essentiel à mémoriser
- Échelle classée.
- Isotopes reconnus.
- A conservé.
- Z conservé.
- Fission ou fusion.
- Énergie convertie.
Vérifier sa compréhension
Réviser au bon moment
Poursuivre le parcours
Sources et traçabilité
Dernière vérification : 2026-08-12
- Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
- Physique-chimie, enseignement commun, classe de seconde, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
- Programmes et ressources en physique-chimie — voie GT, Éduscol, consulté le 2026-08-09.