QCM : Éléments chimiques et radioactivité (11 questions)

Explication

Le bilan recensé est de 118 éléments : 94 sont naturels et 24 ont été créés artificiellement. Inverser les catégories confond leur origine, tandis que 94 ou 142 résulte d’un total erroné.

Explication

Les molécules organiques des êtres vivants sont principalement faites de carbone et d’hydrogène, et contiennent aussi de l’oxygène et de l’azote. Le silicium et le magnésium renvoient plutôt à la composition terrestre, tandis que l’hélium caractérise l’abondance cosmique.

Explication

La fusion nucléaire unit deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd et libère de l’énergie. La fission divise un noyau lourd; une désintégration et une réaction chimique ne décrivent pas cette union de noyaux.

Explication

Dans une réaction de fusion comme de fission, le nombre de nucléons $A$ et le numéro atomique $Z$ sont conservés. Les réponses qui ne conservent qu’une grandeur oublient l’autre, et l’énergie libérée ne supprime pas ces règles de conservation.

Explication

La demi-vie caractérise le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents dans un échantillon macroscopique se désintègrent. Elle ne prédit pas le moment de désintégration d’un noyau individuel, qui est aléatoire.

Explication

Les fusions successives dans les étoiles produisent des noyaux jusqu’au fer, tandis que les étoiles les plus massives peuvent ensuite former des éléments plus lourds lors d’une supernova. Le silicium est un élément plus léger que le fer et ne marque donc pas cette limite indiquée.

Explication

Les réactions de fusion stellaires bâtissent des noyaux plus lourds à partir de l’hydrogène initial. La dispersion des éléments dans l’Univers est plutôt assurée par les supernovas d’étoiles en fin de vie.

Explication

Becquerel découvrit la radioactivité lorsqu’une plaque photographique conservée avec un sel d’uranium, dans un tiroir à l’abri de la lumière, fut impressionnée. Les expériences de datation au carbone 14 constituent une application distincte et ne correspondent pas à cette découverte.

Explication

Tant que l’organisme vit, le carbone 14 est renouvelé par ses échanges avec l’environnement ; après sa mort, cet apport cesse et le carbone 14 présent se désintègre en azote 14. L’idée que la quantité décroît au même rythme avant et après la mort néglige le renouvellement qui a lieu pendant la vie.

Explication

Après environ 50 000 ans, la désintégration a éliminé presque tous les noyaux de carbone 14 initiaux, ce qui rend leur mesure peu fiable pour estimer l’âge. La désintégration ne s’arrête pas à cet âge : c’est la quantité résiduelle devenue trop faible qui pose problème.

Explication

L’activité du carbone 14 diminue avec le temps après la mort de l’organisme; la comparer à celle d’un échantillon récent permet donc d’estimer la durée écoulée. La quantité d’azote 14 augmente lors de la désintégration, mais la méthode décrite repose sur la diminution du carbone 14, et non sur une comparaison de masses.