QCM : Éléments chimiques et radioactivité (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels éléments constituaient la majeure partie de la matière au commencement de l’Univers ?

L’oxygène et le fer
Le silicium et le magnésium
Le carbone et l’azote
L’hydrogène et l’hélium

L’hydrogène et l’hélium

Explication

Au commencement de l’Univers, la matière était composée en grande majorité d’hydrogène et d’hélium. L’oxygène et le fer, le carbone et l’azote, ainsi que le silicium et le magnésium correspondent à des compositions caractéristiques d’autres milieux.

2. Une molécule et un ion contiennent tous deux des atomes d’un même élément chimique. Quelle partie permet d’identifier cet élément dans les espèces considérées ?

La disposition de leurs atomes
La formule de leur molécule
Le noyau de leurs atomes
La charge électrique de l’ion

Le noyau de leurs atomes

Explication

L’élément chimique est caractérisé par le noyau des atomes, molécules ou ions qui le composent. La disposition des atomes, la charge de l’ion et la formule de la molécule ne sont pas le critère définissant l’élément.

3. Dans une transformation, deux noyaux légers s’assemblent pour produire un noyau plus lourd. De quel type de transformation s’agit-il ?

D’une fission nucléaire
D’une transformation chimique
D’une fusion nucléaire
D’une désintégration radioactive

D’une fusion nucléaire

Explication

La fusion nucléaire assemble deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd. La fission correspond au contraire à la scission d’un noyau lourd ; une transformation chimique ne décrit pas cet assemblage nucléaire, et l’émission d’un neutron n’est pas la définition de la fusion.

4. Une étoile a achevé sa vie après avoir formé des éléments jusqu’au fer par fusion. Quel processus explique la formation et la dispersion d’éléments encore plus lourds ?

La fusion poursuivie au cœur de l’étoile
La fission d’un noyau lourd sous le choc d’un neutron
La dispersion des éléments avant leur formation
L’effondrement de l’étoile à sa mort

L’effondrement de l’étoile à sa mort

Explication

Dans les étoiles, la fusion forme des éléments jusqu’au fer ; à la mort de l’étoile, son effondrement produit des éléments encore plus lourds, qui sont dispersés dans l’Univers. La fusion décrite concerne la vie de l’étoile, tandis que la fission par choc de neutron est une autre transformation nucléaire.

5. Que désigne un isotope d’un élément chimique ?

Un noyau ayant le même nombre de protons qu’un autre noyau de cet élément, mais un nombre de neutrons différent
Un noyau instable qui se désintègre en émettant une particule alpha ou bêta
Un noyau ayant le même nombre de neutrons qu’un autre noyau de cet élément, mais un nombre de protons différent
Un noyau excité qui libère son énergie sous forme de rayonnement gamma après une désintégration

Un noyau ayant le même nombre de protons qu’un autre noyau de cet élément, mais un nombre de neutrons différent

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément parce qu’ils ont le même nombre de protons, mais ils se distinguent par leur nombre de neutrons. Un noyau instable relève de la définition de la radioactivité, et non de celle d’un isotope.

6. Quel usage médical des rayonnements consiste à injecter un traceur radioactif pour obtenir une image de sa répartition dans l’organisme ?

La scintigraphie, qui détruit les cellules cancéreuses par irradiation ciblée
La radiothérapie, qui détecte les rayonnements émis par le traceur
La radiothérapie, qui mesure la décroissance du traceur dans l’organisme
La scintigraphie, qui détecte les rayonnements émis par le traceur

La scintigraphie, qui détecte les rayonnements émis par le traceur

Explication

En scintigraphie, un traceur radioactif se fixe sur des organes ou des zones cibles, puis ses rayonnements sont détectés afin de produire une image de sa répartition. La radiothérapie vise plutôt à détruire les cellules cancéreuses en ciblant une tumeur.

7. Quel est le rôle de la loi de décroissance radioactive dans l’étude d’un échantillon ?

Indiquer l’instant précis où un noyau donné va se désintégrer
Décrire l’évolution du nombre de noyaux radioactifs qui se désintègrent au cours du temps
Déterminer le nombre de protons et de neutrons présents dans chaque noyau
Mesurer l’énergie libérée par chaque désintégration radioactive

Décrire l’évolution du nombre de noyaux radioactifs qui se désintègrent au cours du temps

Explication

Cette loi décrit l’évolution prévisible du nombre de noyaux radioactifs qui se désintègrent au fil du temps. Elle ne permet pas de prévoir l’instant de désintégration d’un noyau particulier, car ce phénomène est aléatoire.

8. À quel moment la production de carbone 14 dans un organisme cesse-t-elle ?

Au début de la décomposition de ses tissus
Lorsque la moitié de son carbone 14 s’est désintégrée
Quand l’organisme cesse de se nourrir
À la mort de l’organisme

À la mort de l’organisme

Explication

La production de carbone 14 dans les matières organiques s’arrête à la mort de l’organisme, ce qui permet ensuite d’estimer le temps écoulé. La décomposition n’est pas le moment déterminant : elle peut commencer après la mort, mais la production cesse dès celle-ci.

9. En quoi la composition principale de la Terre diffère-t-elle de celle des êtres vivants ?

La Terre est surtout composée de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote, tandis que les êtres vivants contiennent surtout du fer, du silicium et du magnésium.
La Terre est surtout composée d’oxygène, de carbone et d’azote, tandis que les êtres vivants contiennent surtout d’hélium, de silicium et de fer.
La Terre est surtout composée d’hydrogène et d’hélium, tandis que les êtres vivants contiennent surtout du silicium, du fer et du magnésium.
La Terre est surtout composée d’oxygène, de fer, de silicium et de magnésium, tandis que les êtres vivants contiennent surtout du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote.

La Terre est surtout composée d’oxygène, de fer, de silicium et de magnésium, tandis que les êtres vivants contiennent surtout du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote.

Explication

Les éléments dominants de la Terre sont l’oxygène, le fer, le silicium et le magnésium, alors que le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote prédominent chez les êtres vivants. L’hydrogène et l’hélium caractérisent surtout la matière au commencement de l’Univers, et non la composition principale de la Terre.

10. Lorsqu’un neutron frappe un noyau lourd, quelle conséquence caractérise la fission nucléaire ?

Le noyau libère son énergie d’excitation après une désintégration.
Deux noyaux légers s’assemblent pour former un noyau plus lourd.
Le noyau instable émet un électron et devient plus stable.
Le noyau lourd se scinde en deux noyaux plus légers.

Le noyau lourd se scinde en deux noyaux plus légers.

Explication

Le choc d’un neutron peut provoquer la scission d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers, ce qui définit la fission nucléaire. L’assemblage de deux noyaux légers décrit plutôt la fusion.

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Quels éléments composaient majoritairement la matière au commencement de l’Univers ?

L’hydrogène et l’hélium.

Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?

L’assemblage de deux noyaux légers en un noyau plus lourd.

Qu’est-ce qui caractérise un élément chimique ?

Le noyau des atomes, molécules ou ions qui le composent.

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