Capture neutronique

En physique nucléaire, la capture neutronique est le processus par lequel un noyau capture un neutron sans se désintégrer (et émet un rayonnement gamma pour évacuer l'énergie en excès). Ils fusionnent pour former un noyau plus lourd. Comme les neutrons n'ont pas de charge électrique, ils peuvent entrer dans un noyau plus facilement que les particules chargées positivement, qui sont repoussées électrostatiquement. La capture de neutrons joue un rôle important dans la nucléosynthèse cosmique des éléments lourds. Dans les étoiles, elle peut se produire de deux façons - comme un processus rapide (processus r) ou un processus lent (processus s). Les noyaux de masses atomiques supérieures à 56 ne peuvent pas être formés par des réactions thermonucléaires (par exemple par la fusion nucléaire), mais peuvent être formés par capture de neutrons. Sous un flux de neutrons faible, comme dans un réacteur nucléaire, un unique neutron est capturé par un noyau. Par exemple, quand l'or naturel (197Au) est irradié par des neutrons, l'isotope 198Au est formé dans un état très excité qui alors émet rapidement un rayonnement γ pour se retrouver dans l'état fondamental de 198Au. Dans ce processus, le nombre de masse (le nombre de nucléons c’est-à-dire le nombre de protons et de neutrons) augmente de un. En termes d'une formule cela s'écrit 197Au(n,γ)198Au. Si les neutrons thermiques sont utilisés, cela s'appelle une capture thermique. L'isotope 198Au est un émetteur bêta qui se désintègre en isotope de mercure 198Hg. Dans ce processus, le numéro atomique (le nombre de protons dans le noyau) augmente d'un. Le processus s (mentionné dans l'introduction) se passe de la même manière, mais à l'intérieur des étoiles. Le processus r (mentionné dans l'introduction) se produit, d'après notre compréhension actuelle, dans les supernovas où la densité de flux neutronique est tellement élevée que les noyaux atomiques n'ont pas le temps de se désintégrer par émission bêta entre les captures de neutrons.