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Université Chouaïb Doukkali
Faculté des Sciences
Département de Physique

Travaux dirigés de Physique Nuclèaire
Série II

Exercice I
- L’électron et le neutron sont deux particules très utilisées pour étudier la
structure des noyaux par diffusion.
a) Calculer la quantité de mouvement de chacune d’elle pour que leur longueur d’onde réduite
de De Broglie, λ_ , associée soit de 10 fm.
b) Quelle doit être leur énergie cinétique en MeV pour que λ_ = 10 fm.
c) Si le rayon du proton est de l’ordre de 1 fm, quelle doit être l’énergie des électrons
incidents pour étudier la distribution de charge à l’intérieur du proton.

Exercice II
- A.2- La mesure du rayon quadratique moyen <r2>, d'une distribution de charge
Ze d'un noyau de de rayon R et de nombre de masse A=130, fournit la valeur de 25.23 fm.
Pour une distribution uniforme: ρ(r) = ρ si r< R et ρ(r) = 0 si r > R monter que

Exercice III -
On considère la distribution angulaire de neutrons de 14 MeV diffusés sur une
cible de plomb.
a) Calculer en fermi la longueur d’onde réduite de De Broglie, λ_ , associée à ces neutrons.
b) Quelle est la forme de la distribution angulaire
c) On observe deux minima successifs à θ=25° et θ=55° . En déduire le rayon nucléaire du
plomb.
Exercice IV - Une particule α ( He ) de masse m
α= 4.0026034 uma et d’énergie cinétique Tα = 0.27 MeV est diffusée sous un angle de 60° par une f euille d’or . Déterminer la valeur
du paramètre d’impact b
Exercice V - Déterminer la distance d’approche minimale d’une particule α d’énergie
cinétique Tα = 0.4 MeV dans le cas où
a) la cible est un noyau de plomb au repos b) la cible est un noyau de lithium initialement au repos. Dans chacun des cas déterminer l’énergie de recul du noyau cible.
Exercice VI - Un faisceau de particules α d’énergie cinétique Tα = 1 MeV tombe
normalement sur une feuille de platine d’épaisseur 1 µm. On observe des particules, diffusées
sous un angle de 60° par rapport à la direction du faisceau incident, à l’aide d’un détecteur
muni d’une ouverture de 1 cm et placé à une distance de 10 cm de la cible. Quelle est la
fraction des particules α reçue par le détecteur.

Exercice VII
- On considère le noyau de 40Ca dont l'excès de masse δ est :
a) Déterminer l'énergie totale de liaison b) Déterminer l'énergie de laison par nucléon c) Sachant que l'énergie totale de liaison des électrons est donnée par 15.73 Z7/3 eV, quelles sont les corrections à faire pour les questions a) et b).
Exercice V -
a) La masse atomique de He est 4.0026034 uma. Trouvez l'énergie de laison ainsi que b) L'énergie de laison du Ne est 160.64 MeV. Trouvez sa masse atomique c) La masse atomique de N , O et O sont respectivement 15.0001 uma, 15.0030 uma et i) Trouver l'énergie de laison par nucléon dans O. ii) Quelle est l'énergie nécessaire pour enlever un proton de O ? iii) quelle est l'énergie nécessaire pour enlever un neutron de O ? Pourquoi de telles énergies sont élevées ?
Exercice VI - Montrer pour qu' un nuclide de nombre de masse A1 soit instable par rapport
à l'émission d'une particule α ou d il faut que la masse A2 du noyau descendant vérifie
respectivement ;

Exercice VI I-

a) Calculer l'énergie de séparation d'un neutron de 207Pb sachant que la réaction 206Pb(d,p)207Pb a une valeur de Q = 4.5 MeV; Q étant la différence entre les masses initiales et finales du système. b) Quelle est l'énergie des photons émis dans la capture des neutrons thermiques 206Pb(n,γ)207Pb, en supposant que la transition γ s'effectue entre le niveau de capture et l'état fondamental.

Source: http://www.ucd.ac.ma/fs/eptn/Enseignement/TD%20S5/Serie-2%20-%20Rayon.pdf

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