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Un niveau d’organisation : les éléments chimiques

L’Univers et les étoiles sont principalement constitués de deux éléments chimiques : d’hydrogène $\rm H$ et d’hélium $\rm He$ .

À partir de l’hydrogène, d’autres éléments chimiques sont apparus. Des réactions de fusion de noyaux légers ont lieu au sein du Soleil pour former des noyaux plus lourds. Exemple de réaction de fusion nucléaire :

$\rm ^2_1H+^1_1H\rightarrow ^3_2He$

La Terre est principalement constituée d’oxygène $\rm O$ , de fer $\rm Fe$ , de silicium $\rm Si$ et de magnésium $\rm Mg$ . Les êtres vivants sont essentiellement constitués de carbone $\rm C$ , d’hydrogène $\rm H$ , d’oxygène $\rm O$ et d’azote $\rm N$ .

Les noyaux de certains éléments sont instables. Ils se désintègrent et émettent un rayonnement. Ils se transforment spontanément, de façon aléatoire et irréversible en d’autres noyaux. C’est le phénomène de radioactivité. Lors de réactions de fission, un noyau lourd est scindé pour donner des noyaux plus légers. Exemple de réaction de fission nucléaire :

$\rm ^{235}_{92} U + ^1_0n \rightarrow ^{92}_{36} Kr + ^{141}_{56}Ba + 3^1_0n$

La demi-vie d’un noyau radioactif (T1/2) est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux instables dans l’échantillon se soit désintégrée. Elle dépend de la nature du noyau radioactif.