Noyau atomique

vignette|Noyau atomique de l'hélium.Le noyau atomique est la région située au centre d'un atome, constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (de l'ordre du femtomètre, soit ) est environ plus petite que celle de l'atome () et concentre quasiment toute sa masse. Les forces nucléaires qui s'exercent entre les nucléons sont à peu près un million de fois plus grandes que les forces entre les atomes ou les molécules. Les noyaux instables, dits radioactifs, sont ceux d'où s'échappent des neutrons. Ils peuvent aussi être sujets à transmutation, soit spontanée soit provoquée par l'arrivée de particules supplémentaires ou de rayonnement électromagnétique. Les noyaux atomiques sont représentés par un symbole : , composé de : son symbole chimique (H, He, Li, etc.) ; son nombre de masse A (égal au nombre de nucléons de l'atome, soit protons + neutrons), placé en haut et à gauche du symbole chimique ; son numéro atomique Z (égal au nombre de protons), placé en bas et à gauche du symbole chimique ; ce dernier est souvent omis car il est implicitement défini par le symbole chimique. L'atome a une structure lacunaire, c’est-à-dire qu'il est constitué essentiellement de vide quantique puisque son volume est très supérieur au volume cumulé des électrons et du noyau qui le constituent. Structure nucléaire Le noyau d'un atome est composé de particules appelées nucléons — des protons chargés positivement, et des neutrons électriquement neutres — fortement liées entre elles ; l'hydrogène H (protium) fait exception, car son noyau n'est formé que d'un proton seul, sans neutron. La cohésion du noyau est assurée par l'interaction forte, qui maintient les nucléons ensemble et les empêche de s'éloigner les uns des autres, contrecarrant notamment la répulsion électrostatique entre les protons. Pour modéliser cette attraction entre les nucléons, on peut définir une énergie de liaison nucléaire pouvant être calculée à partir de la formule de Bethe-Weizsäcker.