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On pense désormais avoir atteint la limite en nombre de protons et neutrons des noyaux. On a pu ainsi fabriquer des noyaux comme le Nickel 48 ou l’Etain 100, qui ont respectivement 8 et 12 neutrons de moins que les noyaux de Nickel et d’Etain que l’on trouve dans la nature ! Encore plus fort, on arrive à synthétiser (en très faible quantité), des noyaux dont la masse avoisine les 300 nucléons soit 25% de plus que l’Uranium…

Carte des noyaux entre 1969 et 1995

L’avènement des premiers accélérateurs de particules (invention de l’accélérateur linéaire, puis du cyclotron), dans les années 50 permet alors d’explorer et de synthétiser des noyaux toujours plus instables ; c’est le début de la spectroscopie nucléaire.

Carte des noyaux entre 1941 et 1968

L’étude des noyaux aboutit rapidement à la création (synthèse) en laboratoire de nouveaux noyaux, qui sont radioactifs. C’est le cas, par exemple, de l’Aluminium 34, découvert par Frédéric et Irène Joliot-Curie à la fin des années 30 (découverte du 1er élément radioactif artificiel)

Carte des noyaux avant 1940

Avant 1940, seuls les noyaux ayant une longue durée de vie sont connus. Ils forment la famille des noyaux stables ou quasi-stables (métastables) ; leur durée de vie va de quelques années (Carbone 14) à l’infini (noyaux stables).

Les noyaux stables

La stabilité des noyaux est données par la valeur de l’énergie de liaison (E/A). Si celle-ci est grande, le noyau est stable, si celle-ci est faible, il est instable. Le noyau le plus stable est ainsi le fer (Fe), composé de 56 nucléons (neutrons+protons). Les noyaux plus légers que le fer vont alors avoir tendance à fusionner (zone jaune) pour augmenter leur stabilité, alors que les noyaux les plus lourds (Uranium) vont au contraire fissionner (zone bleue)