2) La vallée de la stabilité
La conception que se font les physiciens des noyaux des atomes et de la physique qui les gouverne a fortement évolué depuis le début du XXème siècle. Lorsqu’on classe les noyaux connus des atomes en fonction de leur nombre de protons (Z, éléments) et de neutrons (N, isotopes), on obtient un ensemble de données en forme de faisceau. Si on ajoute la valeur de l’énergie de liaison de chaque noyau sous la forme d’un histogramme, on obtient un graphe en trois dimensions qui présente une surprenante vallée au fond de laquelle se trouvent les 250 à 300 atomes stables. Plus on s’éloigne de ces noyaux, plus l’énergie de liaison de nucléons dans le noyau est faible. Les atomes radioactifs subissent une série de transformations qui les ramène toujours vers le fond de ladite vallée. Les scientifiques désignent cette figure par le terme imagé de « vallée de la stabilité ».
Dans cette carte des noyaux, les noyaux stables se retrouvent sur une ligne (bleu foncé) définissant le fond de la vallée, entourée de noyaux excédentaires en neutrons (en rose), en protons (en bleu) et de noyaux trop lourds (orange). Un excès de protons ou de neutrons se traduit par une transformation des noyaux selon différents modes de désintégration radioactive, alpha ou beta notamment. CEA