Le noyau atomique dispose d’une source d’énergie emmagasinée lors de sa synthèse, quelques minutes après le Big Bang, ou bien dans les étoiles, ou encore en laboratoire. Cette ressource énergétique se restitue sous plusieurs formes, comme la radioactivité, la fission nucléaire, ou les modes de désexcitation du noyau.
On dénombre aujourd’hui plus d’une dizaine de radioactivités différentes, bien au-delà des trois premières lettres de l’alphabet grec : émission de clusters, radioactivité à un ou deux protons, etc. La radioactivité alpha, découverte il y a plus d’un siècle, joue toujours un rôle singulier : elle permet de signer la synthèse de nouveaux éléments de la table de Mendeleïev, ayant plus d’une centaine de protons. L’existence d’un énigmatique état excité du noyau de carbone-12 se désintégrant en trois particules alpha, permet de décrire la synthèse du carbone dans les étoiles, étape nécessaire à la production de tous les éléments plus lourds et donc de la vie sur Terre.
La fission nucléaire peut aussi être considérée comme une radioactivité du noyau atomique. Dans ce domaine, la production d’énergie reposant sur la transformation d’un noyau fertile en un noyau fissile est à l’étude. De plus, le couplage d’un accélérateur avec un réacteur permet d’envisager la transmutation de déchets nucléaires.
Enfin, la synthèse de noyaux exotiques en laboratoire montre l’émergence de nouveaux modes d’excitation nucléaire, comme les résonances pygmées. Ces modes sont autant de nouvelles niches énergétiques que peut offrir le noyau atomique.
The atomic nucleus stored energy during its synthesis, a few minutes after the Big Bang, or in stars or in the laboratory. This energy source is restored in many forms, such as radioactivity, nuclear fission, or modes of desexcitation of the nucleus.
Today there are over a dozen different radioactivities, well beyond the first three letters of the Greek alphabet : emission of clusters, one or two protons radioactivity, etc. Alpha radioactivity, discovered more than a century ago, still plays a specific role : it can sign the synthesis of new elements of Mendeleïev’s table, having more than one hundred protons. The existence of an enigmatic excited state of the carbon-12 nucleus, which decays into three alpha particles, can describe the synthesis of carbon in stars, a necessary step in the production of all heavier elements and therefore of life on Earth.
Nuclear fission can also be regarded as a radioactivity of the atomic nucleus. In this area, the production of energy based on the transformation of a fertile nucleus in a fissile one is being studied. In addition, the coupling of an accelerator with a reactor is considered for the transmutation of nuclear waste.
Finally, the synthesis of exotic nuclei in laboratory shows the emergence of new modes of nuclear excitation, such as pygmy resonances. These modes are new energetic niches provided by the atomic nucleus.