QCM : Éléments et radioactivité (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quels éléments composent principalement l’Univers ?

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

L’hydrogène et l’hélium

Explication

L’Univers est principalement composé d’hydrogène et d’hélium. L’oxygène et le fer sont plutôt des éléments majeurs de la composition de la Terre.

2. Quels éléments constituent principalement la Terre ?

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

L’oxygène, le fer, le silicium et le magnésium

Explication

La Terre est principalement composée d’oxygène, de fer, de silicium et de magnésium. Le carbone, l’hydrogène, l’azote et l’oxygène caractérisent plutôt la composition principale des êtres vivants.

3. Que se produit-il lors d’une fusion nucléaire stellaire ?

Deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau plus lourd
Deux noyaux lourds se séparent après un bombardement
Un noyau lourd se sépare en deux noyaux plus légers
Un noyau instable émet une particule et devient plus stable

Deux noyaux légers s’unissent pour former un noyau plus lourd

Explication

La fusion nucléaire stellaire assemble deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd. La séparation d’un noyau lourd correspond à la fission, et non à la fusion.

4. Quelle différence distingue la fission de la fusion nucléaire ?

La fission transforme un noyau instable, tandis que la fusion émet un rayonnement gamma
La fission sépare un noyau lourd, tandis que la fusion assemble des noyaux légers à très haute température
La fission nécessite une très forte température, tandis que la fusion est déclenchée par bombardement
La fission assemble des noyaux légers, tandis que la fusion sépare un noyau lourd après bombardement

La fission sépare un noyau lourd, tandis que la fusion assemble des noyaux légers à très haute température

Explication

La fission divise un noyau lourd et peut être déclenchée par bombardement, alors que la fusion unit des noyaux légers et exige une très forte température. L’option qui inverse ces deux processus confond leurs caractéristiques distinctives.

5. Que décrit la radioactivité ?

L’émission de rayons gamma par un noyau stable sans transformation nucléaire
La séparation d’un noyau lourd en deux noyaux légers après un bombardement
L’union de deux noyaux légers, produisant un noyau plus lourd et libérant de la chaleur
La désintégration d’un noyau instable, produisant un noyau plus stable, une particule et un rayonnement gamma

La désintégration d’un noyau instable, produisant un noyau plus stable, une particule et un rayonnement gamma

Explication

La radioactivité correspond à la désintégration d’un noyau instable, qui produit un noyau plus stable, une particule et un rayonnement gamma. La fusion unit des noyaux légers au lieu de désintégrer un noyau instable.

6. Lequel de ces ensembles ne comprend que des éléments radioactifs naturels ?

Carbone 14, césium 137 et plutonium 239
Potassium 40, iode 131 et uranium 238
Potassium 40, carbone 14 et uranium 238
Plutonium 239, iode 131 et césium 137

Potassium 40, carbone 14 et uranium 238

Explication

Le potassium 40, le carbone 14 et l’uranium 238 sont des éléments radioactifs naturels. L’iode 131, le césium 137 et le plutonium 239 sont des exemples d’éléments radioactifs artificiels.

7. Comment se caractérise la désintégration d’un noyau radioactif pris individuellement ?

Comme un phénomène aléatoire et isolé
Comme un phénomène périodique et synchronisé
Comme un phénomène déclenché par les noyaux voisins
Comme un phénomène continu et prévisible

Comme un phénomène aléatoire et isolé

Explication

La désintégration d’un noyau est aléatoire et isolée : on ne peut pas prévoir l’instant où ce noyau se désintégrera. Un comportement périodique et synchronisé ne décrit pas le caractère aléatoire du processus.

8. Que désigne la demi-vie T1/2T_{1/2} d’un échantillon macroscopique radioactif ?

La durée nécessaire pour que chaque noyau de l’échantillon se désintègre
La durée moyenne entre deux désintégrations successives d’un même noyau
La durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents se désintègre
La durée au bout de laquelle le nombre de noyaux double

La durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents se désintègre

Explication

La demi-vie est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initialement présents dans l’échantillon macroscopique s’est désintégrée. Elle ne correspond pas au temps requis pour que chaque noyau se désintègre.

9. Un échantillon contient initialement N0N_0 noyaux radioactifs. Combien en reste-t-il après une durée égale à une demi-vie ?

N02\frac{N_0}{2} noyaux
N04\frac{N_0}{4} noyaux
N0N_0 noyaux
2N02N_0 noyaux

$$\frac{N_0}{2}$$ noyaux

Explication

Après une demi-vie, le nombre restant est la moitié du nombre initial, soit N(T1/2)=N02N(T_{1/2})=\frac{N_0}{2}. La valeur N04\frac{N_0}{4} correspondrait à une diminution supplémentaire par moitié, et non à une seule demi-vie.

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Quels éléments composent principalement l’Univers ?

L’hydrogène et l’hélium.

Que produit la fusion nucléaire stellaire à partir de deux noyaux légers ?

Un noyau plus lourd.

Que devient un noyau lourd lors d’une fission ?

Il se sépare en deux noyaux plus légers.

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