QCM N° 08

La Radioactivité 

 

   

 

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QCM N° 08 : La radioactivité 

Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Une désintégration radioactive :

Est spontanée

Est une réaction nucléaire

Est une réaction chimique

AB

2

Lors d’une réaction nucléaire spontanée :

Un noyau père se désintègre

Un noyau fils se désintègre

Un rayonnement électromagnétique est émis

AC

3

Un échantillon a une radioactivité de 480 Bq. Le nombre de noyaux désintégrés en une minute est :

8

28800

1728000

B

4

Lors d’une réaction de fusion :

Deux noyaux légers forment un noyau plus lourd

Un noyau lourd donne deux noyaux légers

De l’énergie est libérée

AC

5

Lors d’une réaction de fission :

Deux noyaux légers forment un noyau plus lourd

Un noyau lourd donne deux noyaux légers

De l’énergie est libérée

BC

6

Les transformations nucléaires obéissent toujours aux lois suivantes :

Conservation de la masse

Conservation du nombre de charge et du nombre de masse

Conservation du nombre de protons et du nombre de neutrons

B

7

Le phosphore 30, est radioactif β+  . Le noyau résultant de sa désintégration est :

Le silicium 30

 

Le phosphore 29

 

Le soufre 30

 

A

8

La réaction nucléaire d’équation :

 

Est de type :

 

β+

la particule émise est un positon

β

La particule émise est un électron

α

La particule émise est un noyau d’hélium

B

9

Le noyau  est radioactif α. Le noyau issu de sa désintégration a pour numéro atomique :

 

Z = 82

Z = 84

Z = 86

A

10

Lors d’une réaction nucléaire :

La masse des produits est égale à la masse des réactifs

La masse des réactifs est plus petite que la masse des produits

La masse des réactifs est plus grande que la masse des produits

C

11

On s’intéresse à la réaction d’équation : 

L’énergie libérée est :

 

 

 

 

A

12

Au cours du temps, l’activité d’une source radioactive :

augmente

diminue

reste constante

B

13

 La radioactivité β+ correspond à l’émission d’un :

Électron

D’un positon

D’un proton

B

14

Le radium , émetteur α, a pour noyau fils :

 

 

 

B

15

Une réaction nucléaire au cours de laquelle un noyau lourd est scindé en deux noyaux plus légers est :

Une fusion nucléaire

Une ébullition

Une fission

C

16

L’équation de la réaction suivante respecte les lois de conservation :

 

Le nombre x de neutrons émis est :

 

un

Deux

trois

C

17

Dans le système SI, la perte de masse Δm de la relation Elib = |Δm | . c2 est en :

kilogramme

gramme

joule

A

 

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

 

   Noyau instable :
-    Un noyau instable est un noyau qui possède :
-    Trop de protons
-    Trop de neutrons
-    Trop de nucléons.
-    Exemples : le carbone 14 est instable, l’oxygène 14 est instable, de même l’uranium 238 est instable.
-    La cohésion du noyau est due à l’existence d’une interaction forte, attractive qui unit l’ensemble des nucléons et qui prédomine devant l’interaction électrique (répulsion entre les protons).
-    Il y a antagonisme entre l’interaction forte et la répulsion des protons.
-    Dans certains cas la cohésion n’est pas suffisante, on dit que les noyaux sont instables.
-    Ils se désintègrent spontanément, on dit qu’ils sont radioactifs. Ce sont des radionucléides.
    La radioactivité.
-    La radioactivité a été découverte par Henri Becquerel en 1896 (1852 – 1908). Il découvre la radioactivité de l’uranium au cours de travaux sur la phosphorescence.
-    Les travaux sont poursuivis par Pierre et Marie Curie. En 1898, ils découvrent la radioactivité du polonium Polonium 210 et du radium Radium 226.
-    En 1903 : prix Nobel de physique (Henri Becquerel avec Pierre et Marie Curie).
-    La radioactivité artificielle fut mise en évidence en 1934 par Irène et Frédéric Joliot – Curie.
-    Ils ont créé par réaction nucléaire un isotope radioactif du phosphore.
   Les Émissions Radioactives.
-    Une source radioactive peut émettre :
-    Des particules
-    Un rayonnement γ.
-    Les particules émises sont de trois types : les particules α, β+et β.
  Les particules α (alpha).
-    Ce sont des particules positives, des noyaux d’hélium dont l’écriture symbolique : , ion He2+.
  Les particules β (bêta).
-    On distingue :
-    Les particules β qui sont des électrons :
-    Masse : m e = 9,1 x 10 – 31 kg
-    Charge : - e = – 1,6 x 10 – 19 C.
-    Les particules β+qui sont des positons (antiparticule de l’électron) :
-    Masse : m e = 9,1 x 10 – 31 kg
-    Charge : e = 1,6 x 10 – 19 C.
  La fission des noyaux lours
-    La réaction de fission est une réaction nucléaire provoquée.
-    Au cours d’une fission nucléaire, un neutron lent (neutron thermique) brise un noyau lourd fissile en deux noyaux légers.
-    Cette réaction libère de l’énergie.
  La fusion des noyaux légers.
-    Au cours d’une fusion nucléaire, deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau lourd.
-    C’est une réaction nucléaire provoquée qui libère de l’énergie.
-    Des particules et un rayonnement électromagnétique γ sont émis.

   Les Lois de conservation : Loi de Soddy.
-    Toutes les réactions nucléaires vérifient les lois de conservation suivantes :
-    Conservation de la charge électrique.
-    Conservation du nombre total de nucléons.
-    Conservation de la quantité de mouvement.
-    Conservation de l’énergie.

-    Lois de Soddy :
-    Conservation du nombre de nucléons : A = A’ + a
-    Conservation de la charge globale : Z = Z’ + z
   Loi de décroissance radioactive :
-    Le phénomène de désintégration est aléatoire.
-    La probabilité qu’a un noyau radioactif de se désintégrer pendant une durée donnée est indépendante de son âge.
-    Elle ne dépend que du type de noyaux considéré.
-    Un noyau ne vieillit pas.
-    Loi de décroissance radioactive.
-    Le nombre de noyaux radioactifs N (t) présents à la date t dans un échantillon est donné par la loi de décroissance radioactive
-    N (t) = N0 e λ.t
-    N0 représente le nombre de noyaux radioactifs initialement présents.
-    λ est la constante de désintégration (ou de décroissance) radioactive s –1.
   Énergie libérée lors d’une réaction nucléaire :
-    Une réaction nucléaire s’accompagne toujours d’une diminution de la masse du système
-    Δm = mfmi  <  0
-    Au cours de la réaction, le système cède de l’énergie au milieu extérieur.
-    L’énergie libérée par le système a pour expression :
-     
Activité d’un échantillon radioactif
-    L’activité A d’un échantillon radioactif à la date t est le nombre de désintégrations par seconde de cet échantillon.
-    L’unité d’activité est le Becquerel Bq en hommage à Henri Becquerel.
-    1 Bq = 1 désintégration par seconde.
-    L’activité d’un échantillon radioactif se mesure à l’aide d’un compteur Geiger.
-    Le becquerel est une toute petite unité de radioactivité.
-    On utilise aussi le curie comme unité de radioactivité : 1 Ci = 3,7 x 10 10 Bq.
-    Un échantillon a une radioactivité de 480 Bq. Le nombre de noyaux désintégrés en une minute est : 
-    Nombre de noyaux désintégrés en une minute : 480 x 60 = 28800
Activité de quelques objets.
Désintégration β+ :
-    Le phosphore 30, est radioactif β+ .
-     
-    En utilisant les lois de Soddy :
-    A = 30 et Z = 14
-    Le noyau fils :  : Noyau de silicium 30.
Désintégration β :
-    La réaction nucléaire d’équation :
-     
-    En utilisant les lois de Soddy :
-    a = 0 et z = 1
-    La particule émise   est un électron.
-    C’est une désintégration β.
Radioactivité α :
-    Un noyau lourd instable éjecte une particule α et donne un noyau fils plus léger, généralement dans un état excité.
-     
-    En utilisant les lois de Soddy :
-    A = 210 et Z = 82
-    Le noyau issu de sa désintégration a pour numéro atomique : Z = 82.
-    C’est le plomb 210 :
Défaut de masse :
-    Lors d’une réaction nucléaire, la masse des produits obtenus est inférieure à la masse des réactifs.
-    La masse manquante est appelée : perte de masse : on la note |Δm|
-    Elle a pour expression :
-    |Δm| = |m (produits)m (réactifs)|
-    La perte de masse |Δm| s’exprime en kilogramme (kg)
Énergie libérée :
-    L’énergie libérée par le système a pour expression :
-    Elibérée = |Δm| . c2 = |m (produits)m (réactifs)| . c2
-    La perte de masse |Δm| s’exprime en kilogramme (kg)
-    La vitesse de la lumière c s’exprime en m / s.
-    c = 299792458 m / s.
-    Pour la réaction suivante :
-     
-    Expression de l’énergie libérée :
-     
-    Unités :
-    L’énergie s’exprime en joule (J)
Activité d’un échantillon radioactif :
-    L’activité A d’un échantillon radioactif à la date t est le nombre de désintégrations par seconde de cet échantillon.
-    L’activité A d’un échantillon radioactif diminue au cours du temps. Cette diminution est caractéristique du noyau radioactif présent dans l’échantillon.
Radioactivité α :
-    Un noyau lourd instable éjecte une particule α et donne un noyau fils plus léger, généralement dans un état excité.
-     
-    En utilisant les lois de Soddy :
-    A = 210 et Z = 86
-    Le noyau issu de sa désintégration a pour numéro atomique : Z = 86.
-    C’est le radon 222 :
Nombre de neutrons émis :
-     
-    En utilisant les lois de Soddy :
-    On peut écrire : 1 + 235 = 140 + 93 + x
-    On tire : x = 3
-    On obtient :
-