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Prix Nobel de Chimie

1951

 

mcmillan seaborg

EDWIN MATTISON MC MILLAN
GLENN THEODORE SEABORG

for their discoveries in the chemistry of the transuranium elements

 

Découverte des éléments plus lourds que l’uranium

L’uranium, le 92e élément (i.e. un atome dont le noyau contient 92 protons) est le plus lourd des éléments que l’on trouve à l’état naturel sur Terre. Toutefois, en provoquant des réactions nucléaires, l’Homme sait aujourd’hui produire des éléments plus lourds que l’uranium.

Cette quête de nouveaux éléments a beaucoup progressé depuis les travaux de ces deux prix Nobel. En particulier, les modèles nucléaires élaborés depuis prédisent l’existence d’un « îlot de stabilité » dans le voisinage des éléments 114, 120 ou 126. Ce sont les éléments super-lourds.

Dans les dernières années, les découvertes des éléments 112, 113, 114, 115 et 116 ont été successivement annoncées. Le dernier élément connu (i.e. produit par plusieurs laboratoires et validé et nommé par la commission internationale correspondante) est le darmstadtium, l’élément 110, le nom du 111 aujourd’hui proposé est le roentgenium.

Le GANIL, disposant maintenant de faisceaux de particules suffisamment intenses, participe depuis peu à cette course aux éléments super-lourds.

1944

hahn

OTTO HAHN

for his discovery of the fission of heavy nuclei

 

Fission des noyaux atomiques lourds

La fission est la cassure d’un noyau atomique en deux fragments plus petits. Ce phénomène est encore aujourd’hui l’objet d’actives recherches à la fois théoriques et expérimentales.

Récemment des expériences faites au GANIL ont démontré que les temps de fission étaient beaucoup plus longs que les travaux précédents l’avaient laissé croire. Ces longs temps pour les noyaux atomiques sont toutefois infiniment courts pour nous puisqu’ils sont de l’ordre du millionième de millionième de seconde (en fait de 10-16 à 10-19 s).

1935

joliot-fred joliot-curie

FRÉDÉRIC JOLIOT
IRÈNE JOLIOT-CURIE

in recognition of their synthesis of new radioactive elements

 

Synthèse de nouveaux éléments radioactifs

Ces deux prix Nobel peuvent être considérés comme les fondateurs des recherches sur les noyaux artificiels. Ces noyaux dits exotiques quand ils n’existent pas à l’état naturel sur Terre sont maintenant synthétisés en nombre dans des laboratoires comme le GANIL. La nouvelle installation SPIRAL au GANIL permet même d’accélérer en faisceaux les noyaux exotiques produits lors de réactions nucléaires.

1934

urey

HAROLD CLAYTON UREY

for his discovery of heavy hydrogen

 

Découverte du deutérium

On sait aujourd’hui que le noyau de l’hydrogène, l’élément le plus léger ou premier élément, ne contient habituellement qu’une seule particule appelé proton. Le proton a une charge positive opposée à celle, négative, de l’électron. L’atome d’hydrogène, résultant de l’association d’un noyau constitué d’un seul proton et d’un électron, est donc neutre. Le deutérium est un atome d’hydrogène dont le noyau contient non seulement un proton mais aussi un neutron, particule neutre, jumelle du proton, découverte en 1932 par Sir Chadwick.

Deux noyaux d’un même élément possèdent toujours le même nombre de protons. Pour que l’atome soit neutre, il doit contenir autant d’électrons chargés négativement que de protons de charge opposée. Le nombre d’électrons est ainsi égal au nombre de protons. Ce nombre correspond au numéro atomique. En revanche, le nombre de neutrons dans des atomes d’un même élément peut varier. Il définit l’isotope.

Le deutérium et l'hydrogène sont deux isotopes du même élément.

Des équipes du GANIL ont récemment participé à la découverte d’un isotope « lourd » de l’hydrogène contenant 4 neutrons. Cet hydrogène 5 a été appelé le pentium par certains journalistes !

1921

soddy

FREDERICK SODDY

for his contributions to our knowledge of the chemistry of radioactive substances, and his investigations into the origin and nature of isotopes

 

Chimie des substances radioactives, origine et nature des isotopes

Soddy fut le premier à comprendre en étudiant la radioactivité, que deux atomes d’un même élément, i.e. deux atomes ayant les mêmes propriétés chimiques, pouvaient ne pas avoir la même masse. Il appela ces deux atomes occupant la même place dans la table périodique des éléments deux isotopes (du grec « isos », égal, et « topos », place).

On sait aujourd’hui que deux noyaux d’un même élément possèdent toujours le même nombre de protons. Ce nombre correspond au rang de l’élément dans la classification périodique, c’est le numéro atomique et il définit l’élément. En revanche, le nombre de neutrons dans des atomes d’un même élément peut varier. Il définit l’isotope. Comme la masse de l’atome est donnée essentiellement par le nombre de neutrons et de protons, deux isotopes n’ont pas la même masse.

Le neutron n’ayant été découvert qu’en 1932 par Sir Chadwick, Soddy n’a bien sûr pas compris cette différence. Il a seulement observé que les masses de deux atomes d’un même élément pouvaient différer.

La synthèse de nouveaux isotopes et l’étude de leurs propriétés est encore aujourd’hui l’un des grands sujets de recherche en physique nucléaire. On compte sur Terre près de 250 isotopes. 2000 isotopes n’existant pas à l’état naturel sur Terre ont été synthétisés à ce jour. Il en reste plusieurs milliers encore à découvrir et à étudier.

1911

marie-curie

MARIE CURIE, née Marie Sklodowska,

in recognition of her services to the advancement of chemistry by the discovery of the elements radium and polonium, by the isolation of radium and the study of the nature and compounds of this remarkable element

Découverte et Chimie du radium et du polonium

Découvrir de nouveaux éléments et en étudier les propriétés chimiques et physiques comme en particulier leur radioactivité reste un sujet important de recherche. C’est vers les éléments très lourds et superlourds que cette recherche s’oriente aujourd’hui.

 



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