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Concept
Particule α
Résumé
Les particules alpha (ou rayons alpha) sont une forme de rayonnement émis, principalement, par des noyaux instables de grande masse atomique. Elles sont constituées de deux protons et deux neutrons combinés en une particule identique au noyau d' (hélion) ; elles peuvent donc s'écrire 4He2+. La masse d'une particule alpha est de , ce qui équivaut à une énergie de masse de .
Radioactivité α
Les particules alpha sont émises par des noyaux radioactifs, comme l'uranium ou le radium, par l'intermédiaire du processus de désintégration alpha. Ce processus laisse parfois le noyau dans un état excité ; l'émission d'un rayon gamma permet au noyau d'évacuer cet excès d'énergie et de retourner à l'état fondamental.
Au contraire de la désintégration bêta, la désintégration alpha est soumise à la force nucléaire forte et est caractéristique des noyaux lourds (de masse atomique supérieure à 200). Dans le cadre de la mécanique classique, les particules alpha ne possèdent pas assez d'énergie pour échapper à l'attraction du noyau, mais l'effet tunnel leur permet de le faire. Lorsqu'une particule alpha est émise, la masse atomique d'un élément diminue d'environ , du fait de la perte de quatre nucléons. Ayant perdu deux protons, l'atome considéré voit son nombre atomique diminuer de deux, se transformant en un nouvel élément. Un exemple est la transformation du radium en gaz radon par désintégration alpha.
Des particules alpha sont produites dans le processus de fission nucléaire relativement rare de fission ternaire. Dans ce processus, trois particules chargées sont produites au lieu de deux. La plus petite de ces particules produites est le plus souvent (environ 90 % des cas) une particule alpha.
Des noyaux d'hélium peuvent être produits par des cyclotrons, des synchrotrons et d'autres accélérateurs de particules.
Les noyaux d'hélium peuvent participer à des réactions nucléaires dans les étoiles. Ces réactions ont été occasionnellement et historiquement appelées des réactions alpha (voir par exemple réaction triple alpha).
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