QCM : Radioactivité et datation au carbone 14 (12 questions)

Explication

La radioactivité correspond à la transformation spontanée de noyaux atomiques instables, qui émettent simultanément des particules et des rayonnements. La transformation provoquée par une énergie extérieure ne décrit pas ce phénomène spontané.

Explication

Dans la représentation du noyau, $A$ désigne le nombre total de nucléons et $Z$ le nombre de protons. Le nombre de protons n’est donc pas représenté par $A$.

Explication

Après une demi-vie, la moitié des noyaux initiaux s’est désintégrée, soit 400 sur 800. Le nombre de noyaux restants est également 400, mais ce n’est pas le nombre désintégré demandé.

Explication

La courbe représente la diminution du nombre de noyaux radioactifs au cours du temps et permet d’en déduire la proportion restante ou la durée de radioactivité. Elle ne mesure pas directement la composition chimique ni la température de l’échantillon.

Explication

En 1896, Becquerel découvre la radioactivité en impressionnant des plaques photographiques avec des sels d’uranium et appelle les rayonnements observés « rayons uraniques ». L’étude du radium et l’emploi du terme « radioactivité » sont associés à Marie Curie.

Explication

Marie Curie montre que des éléments autres que l’uranium, comme le radium, émettent spontanément des rayonnements et nomme cette émission radioactivité. L’observation initiale des sels d’uranium et des plaques photographiques revient à Becquerel.

Explication

Le carbone 12 et le carbone 14 possèdent tous deux 6 protons, mais ils ont respectivement 6 et 8 neutrons. La différence de nombre de protons désignerait des éléments chimiques différents, et non des isotopes du même élément.

Explication

Durant la vie, l’organisme incorpore du carbone 14 par photosynthèse ou alimentation et en rejette par respiration, de sorte que les apports et les pertes s’équilibrent. La désintégration radioactive ne produit pas le carbone 14 nécessaire pour compenser ces pertes.

Explication

Après la mort, l’organisme ne renouvelle plus sa quantité de carbone 14, qui décroît par désintégration β en azote 14. La quantité ne reste donc pas stable comme elle le fait chez un organisme vivant grâce aux échanges de carbone.

Explication

Le carbone 14 a une demi-vie de 5730 ans, et sa méthode de datation ne permet pas de dater précisément des objets au-delà de 35 000 ans. Une demi-vie de 35 000 ans confond cette propriété nucléaire avec la limite de précision de la méthode.

Explication

La radioactivité sert à produire des images médicales utiles au diagnostic et peut aussi être utilisée pour traiter des tumeurs cancéreuses. Inverser les rôles de l’imagerie et de la thérapie attribue à chacune la fonction de l’autre.

Explication

Après trois demi-vies, le nombre restant est $N_0/2^3 = N_0/8$. Le diviser par trois confond le nombre de demi-vies avec un facteur de réduction linéaire, alors que la décroissance suit une division par une puissance de deux.