Calcium 40

Le calcium 40, noté ⁴⁰Ca, est l'isotope du calcium dont le nombre de masse est égal à 40 : son noyau atomique compte 20 protons et 20 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 39,96259098 g/mol. Il est caractérisé par un défaut de masse de 34 846 110 ± 293 eV/c² et une énergie de liaison nucléaire de 342 051 954 ± 297 eV^[1]. Le calcium naturel en contient 96,941 %.

Le noyau de ⁴⁰Ca est remarquable dans la mesure où il est constitué d'un « nombre magique » à la fois de protons et de neutrons ; il est donc « doublement magique ». C'est un noyau stable, bien qu'en relatif déficit de neutrons.

C'est un produit de désintégration du potassium 40 :

${\displaystyle {}_{19}^{40}\mathrm {K} \to {}_{20}^{40}\mathrm {Ca} +\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\nu _{\mathrm {e} }}}}$

Cette réaction illustre bien l'importance de la parité des nombres de protons et de neutrons dans la stabilité d'un noyau : avec 20 protons et 20 neutrons et malgré son déficit de neutrons, le ⁴⁰Ca est plus stable que le ⁴⁰K, qui compte 19 protons et 21 neutrons et n'a donc aucun déficit de neutrons ; l'argon 40, avec 18 protons et 22 neutrons est également plus stable que le potassium 40.

Le calcium 48 est l'autre isotope « doublement magique » du calcium (20 protons et 28 neutrons), avec une abondance naturelle de seulement 0,187 % bien qu'il soit quasi-stable.

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