Les avancées technologiques en physique nucléaire permettent de modifier le noyau des atomes. Il est possible d'augmenter le nombre de neutrons d'un noyau et ainsi de le transformer en un autre isotope du même élément. D'autre part, un isotope peut se transformer spontanément au moyen de trois principales transformations nucléaires que l'on appelle \alpha, \beta ^{-} et \beta ^{+}.

Peut-on obtenir de l'or à partir de plomb ?

Le diagramme de Segré représente l'ensemble des isotopes des noyaux connus. Les caractéristiques du noyau sont repérées de la façon suivante : la valeur de N, le nombre de neutrons, sur l'axe horizontal et la valeur de Z, le nombre de protons, sur l'axe vertical. Un isotope en gris signifie qu'il ne se transformera pas spontanément en un autre isotope (il est dit stable).

Un isotope d'une autre couleur se transformera selon une réaction correspondant à la couleur de la case (transformations \alpha, \beta ^{-} ou \beta ^{+}).

Les différents déplacements autorisés correspondant aux réactions nucléaires sont les suivants :

• pour une transformation \beta ^{-}, se déplacer d'une case vers la gauche (N diminue de 1) et d'une case vers le haut (Z augmente de 1) ;
• pour une transformation \beta ^{+}, se déplacer d'une case vers la droite (N augmente de 1) et d'une case vers le bas (Z diminue de 1) ;
• pour une transformation \alpha, se déplacer de deux cases vers la gauche (N diminue de 2) et de deux cases vers le bas (Z diminue de 2) ;
• pour la capture neutronique, se déplacer d'une case vers la droite (N augmente de 1).

1. Choisir l'un des isotopes naturels du plomb représentés en noir sur le plateau de jeu.

2. Lancer un dé ou choisir un nombre au hasard entre 1 et 6. Le résultat correspond au nombre de neutrons ajoutés par capture neutronique.

3. En utilisant la règle de déplacement du doc. 2 correspondant à la capture neutronique, repérer l'isotope ainsi créé sur le diagramme de Segré. Si la case est l'un des isotopes naturels du plomb, revenir à l'étape 2.

4. Se déplacer ensuite sur le diagramme en suivant les règles énoncées dans le doc. 2 pour chaque couleur de case.

5. Le jeu s'arrête lorsque que l'on arrive sur une case noire dont le noyau ne se transforme plus.

6. Recommencer avec un autre isotope naturel du plomb.

Mettre en commun les résultats des différents groupes de la classe afin de découvrir l'ensemble des possibilités du jeu. Conclure en répondant à la problématique de départ.