QCM : Histoire et transformations de la matière — 16 questions

Explication

La désintégration est imprévisible pour un noyau particulier, tandis que le comportement d’un grand ensemble d’atomes suit une évolution mesurable. La prévisibilité statistique d’un échantillon ne permet donc pas de connaître le moment exact pour chaque noyau.

Explication

La fusion réunit des noyaux légers en un noyau plus lourd, tandis que la fission divise un noyau lourd en noyaux plus légers et s’accompagne de l’émission d’une particule. Les autres propositions inversent ces mécanismes ou remplacent les noyaux par des électrons et des atomes.

Explication

Une désintégration transforme un noyau père radioactif en éléments fils et s’accompagne de particules ou de rayonnements. Pour un noyau donné, le moment précis de cette transformation reste imprévisible.

Explication

Quelques secondes après le Big Bang, la fusion de particules élémentaires conduit à la formation des premiers noyaux légers. La fusion dans les étoiles intervient plus tard et ne décrit pas cette étape primordiale.

Explication

Le numéro atomique $Z$ est défini par le nombre de protons du noyau et détermine l’élément chimique. Le nombre total de nucléons correspond au nombre de masse $A$, qui inclut aussi les neutrons.

Explication

Les éléments les plus légers sont les plus abondants à l’échelle de l’Univers, alors que les éléments plus lourds ont une proportion accrue dans les planètes et les êtres vivants. La seconde proposition inverse donc les tendances d’abondance.

Explication

À la mort des étoiles les plus massives, notamment lors d’explosions, d’autres réactions nucléaires forment des éléments naturels au-delà du fer et certains de leurs isotopes. La fusion stellaire ordinaire s’arrête au fer et la nucléosynthèse primordiale produit des noyaux bien plus légers.

Explication

La radioactivité est une transformation spontanée d’un noyau instable vers un noyau stable, accompagnée d’une émission. Le simple déplacement d’un électron ne modifie pas le noyau et ne constitue pas une désintégration radioactive.

Explication

La nucléosynthèse primordiale produit notamment les isotopes de l’hydrogène, de l’hélium et du lithium, ainsi que le béryllium 7. Les propositions intégrant le carbone, le fer ou l’uranium attribuent à cette phase des noyaux formés par d’autres processus.

Explication

Les réactions de fusion nucléaire au cœur des étoiles forment des éléments de plus en plus lourds jusqu’au fer. Les éléments situés au-delà du fer ne sont pas produits par la nucléosynthèse stellaire ordinaire au cœur des astres.

Explication

Le noyau atomique est formé de protons et de neutrons, alors que les électrons se trouvent dans le nuage électronique autour de lui. Les électrons ne constituent donc pas les particules du noyau.

Explication

La matière minérale et la matière vivante partagent les mêmes éléments chimiques, mais leur abondance relative varie. Confondre présence et proportion conduit à considérer à tort que leurs compositions élémentaires sont distinctes.

Explication

La demi-vie mesure le temps au bout duquel la moitié de la quantité initiale de noyaux radioactifs a disparu. Elle ne signifie pas que l’échantillon entier disparaît à ce moment.

Explication

Le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons : $A=12+13=25$. La valeur $12$ correspond au nombre de protons, donc au numéro atomique $Z$.

Explication

Par définition, après une demi-vie, le nombre de noyaux radioactifs restants vaut $N(t_{1/2})=\frac{N_0}{2}$. La quantité restante est donc la moitié de la quantité initiale, et non le quart.

Explication

Des isotopes ont le même nombre de protons, ce qui les rattache au même élément, mais leur masse diffère en raison d’un nombre différent de neutrons. Des éléments différents se distinguent au contraire par leur nombre de protons.