Ce jeu a été conçu et réalisé par le LPC Caen afin d’illustrer les lois de décroissances nucléaires sous la forme d’un jeu “sérieux”. Il permet de mieux comprendre et d’illustrer les décroissances radioactives ainsi que le parcours de transformation des noyaux radioactifs en noyaux stables.
Le jeu consiste à réaliser le parcours de décroissance (radioactivité) d’un noyau A vers un noyau B. Les parcours ont été construits par les physiciens du laboratoire de manière à illustrer différents aspects de la recherche en physique nucléaire comme la nucléosynthèse, les isotopes radioactifs utilisés en médecine, la radioactivité naturelle ou encore la production d’énergie par fission. Le public est invité à jouer sur un plateau de plus de 4m50 de long, avec un nombre de cases qui avoisinent les 3000 ! Un jeu donc complet mais ludique, qui reste abordable de 7 à 77 ans…
Le jeu se compose d’un plateau représentant la carte des noyaux en fonction des nombres de neutrons et de protons qui le composent.
Ainsi, chacune des cases du plateau représente un des 2938 noyaux liés connus. Or, un noyau peut décroître suivant différents mécanismes. ceux-ci sont symbolisés par les couleurs de six compartiments dessinés dans la case : chaque couleur correspondant à une décroissance à laquelle est aussi associée une carte à jouer.
Pour se déplacer d’un noyau à l’autre, le joueur devra avoir dans son jeu la carte de décroissance voulue, mais en plus, tirer au dé la probabilité de décroissance du noyau.
En 1908, E. Rutherford parvient à prouver que les rayonnements α sont en fait des noyaux d’hélium, c’est-à-dire des noyaux composés de 2 protons et 2 neutrons.
La radioactivité α est le mode privilégié de désintégration des noyaux radioactifs lourds (A > 150).
La particularité de la particule α est de sortir du noyau par “effet tunnel” : il joue au passe-muraille en traversant le mur d’énergie qui maintient les protons et les neutrons à l’intérieur du noyau.
La radioactivité bêta (β) a été découverte en même temps que la radioactivité alpha. Si le rayonnement β– a été rapidement identifié aux électrons, il a fallu attendre la découverte de l’anti-particule de l’électron (positive : le positon), pour l’assimiler au β+, en 1932.
Les décroissances β± sont présentes des noyaux les plus légers aux plus lourds ; elles transforment les protons en neutrons ou les neutrons en protons et permettent de rendre plus stables des éléments riches ou déficients en neutrons.
La fission spontanée est une forme de désintégration radioactive caractéristique des isotopes lourds.
Lors d’une fission, le noyau se scinde en deux parties plus ou moins égales.
Pour induire la fission, on bombarde généralement le noyau de neutrons. La fission rejetant également des neutrons elle peut donc engendrer une seconde fission, qui à son tour… On parle alors de “réaction en chaîne”. C’est ce mécanisme qui est utilisé pour produire de l’énergie dans les centrales nucléaires.
Les noyaux peuvent également réagir entre eux ou avec certaines particules (électrons, protons,photons, neutrons…).
Si un nombre restreint de réaction est utilisé et étudié, les possibilités sont en principe illimitées.
Ainsi, grâce à un accélérateur, il est possible, à partir de n’importe quel noyau, de générer un noyau différent, souvent dans son voisinage
Plusieurs cartes mission permettent aux joueurs de déterminer les décroissances successives nécessaires à transformer un noyau en un autre, en passant éventuellement par une étape obligatoire.
Les missions sont caractéristiques d’activités de recherches menées au LPC Caen : applications médicales, aval du cycle, radioactivité naturelle…