QCM : Radioactivité et datation au carbone 14 (10 questions)

Question 1

1. Dans une étoile où la pression et la température sont très élevées, quels produits résultent de la fusion d’un noyau de deutérium et d’un noyau de tritium ?

Un noyau d’hélium et un neutron

Un noyau de fer et un neutron

Un noyau d’hélium et un électron

Deux noyaux plus légers et un neutron

Explication

La fusion du deutérium et du tritium forme un noyau d’hélium et libère un neutron. La fission de noyaux lourds confond deux réactions, l’électron remplace à tort le neutron, et le fer n’est pas le produit de cette réaction.

Answer

Un noyau d’hélium et un neutron

Question 2

2. Quels éléments constituent les quatre éléments essentiels des êtres vivants ?

L’oxygène, le silicium, le fer et l’aluminium

L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et le silicium

L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote

L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’hélium

Explication

Les éléments essentiels des êtres vivants sont l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote. Le silicium, le fer et l’aluminium caractérisent plutôt la croûte terrestre, tandis que l’hélium ne remplace pas le carbone dans cette liste.

Answer

L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote

Question 3

3. Que désigne la radioactivité d’un noyau instable ?

Une transformation réversible en noyaux identiques, avec émission de particules jusqu’à l’instabilité

Une transformation spontanée et irréversible en d’autres noyaux, avec émission de particules et de rayonnements jusqu’à la stabilité

Une transformation déclenchée par un bombardement, sans émission de particules ni de rayonnements

Une émission de rayonnements sans changement du noyau, jusqu’à ce qu’il redevienne instable

Explication

La radioactivité transforme spontanément et irréversiblement un noyau instable en d’autres noyaux, en émettant des particules et des rayonnements jusqu’à la stabilité. Le bombardement décrit une réaction provoquée, l’émission sans transformation omet la désintégration, et la transformation réversible contredit son caractère irréversible.

Answer

Une transformation spontanée et irréversible en d’autres noyaux, avec émission de particules et de rayonnements jusqu’à la stabilité

Question 4

4. Un échantillon contient initialement 800 noyaux radioactifs. Après une certaine durée, 400 se sont désintégrés : à quoi correspond cette durée ?

À la durée de désintégration d’un noyau individuel

À la durée de désintégration complète de cet échantillon

À deux demi-vies de cet échantillon radioactif

À la demi-vie de cet échantillon radioactif

Explication

La demi-vie est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initiaux s’est désintégrée : ici, 400 des 800 noyaux. Deux demi-vies correspondent à une proportion désintégrée supérieure, la désintégration complète n’est pas la définition de la demi-vie, et celle-ci ne décrit pas le temps propre à un noyau individuel.

Answer

À la demi-vie de cet échantillon radioactif

Question 5

5. À quoi sert la comparaison entre la quantité de carbone 14 mesurée dans un échantillon et celle d’un être vivant comparable lors d’une datation ?

À estimer le temps écoulé depuis la mort de l’organisme à partir de la décroissance du carbone 14

À déterminer la quantité de carbone 14 présente dans l’atmosphère au moment de l’analyse

À établir la proportion de carbone 14 renouvelée par l’organisme après sa mort

À mesurer la demi-vie du carbone 14 à partir de l’échantillon étudié

Explication

Cette comparaison permet d’évaluer la diminution du carbone 14 depuis la mort, puis d’en déduire la durée écoulée grâce à la décroissance radioactive. La demi-vie est une caractéristique connue du carbone 14, et non une valeur que l’on mesure ainsi dans chaque échantillon.

Answer

À estimer le temps écoulé depuis la mort de l’organisme à partir de la décroissance du carbone 14

Question 6

6. Dès quelle année les rayonnements du radium ont-ils été utilisés pour éliminer des tumeurs cancéreuses par radiothérapie ?

Dès 1930

Dès 1958

Dès 1951

Dès 1901

Explication

L’utilisation des rayonnements du radium contre les tumeurs cancéreuses par radiothérapie remonte à 1901. Les années 1930 correspondent à l’emploi de la radioactivité en radiobiologie, et non à cette première application thérapeutique.

Answer

Elle indique la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initiaux se désintègrent.

Answer

Jusqu’à environ 30 000 ans avant le présent

Answer

Les êtres vivants sont caractérisés par l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote, tandis que la croûte terrestre comprend notamment l’oxygène, le silicium, le fer et l’aluminium.

Answer

Parce que sa désintégration est spontanée et aléatoire.

Question 7

7. Quel rôle joue la demi-vie dans la description de la décroissance d’une population de noyaux radioactifs ?

Elle indique la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initiaux se désintègrent.

Elle donne le temps nécessaire pour que tous les noyaux deviennent stables.

Elle mesure la durée moyenne entre deux émissions d’un même noyau.

Elle précise le temps requis pour que la population de noyaux double.

Explication

La demi-vie sert à suivre la diminution de la population : au terme de cette durée, il reste la moitié des noyaux radioactifs initiaux. Le temps nécessaire pour que tous les noyaux deviennent stables ne correspond pas à cette définition, car la désintégration de chaque noyau est aléatoire.

Question 8

8. Quelle période les premières techniques de datation au carbone 14 permettaient-elles d’explorer ?

Entre 300 et 50 000 ans avant le présent

Jusqu’à environ 30 000 ans avant le présent

Jusqu’à environ 16 000 ans avant le présent

Entre 3 500 et 4 000 ans avant le présent

Explication

Les premières méthodes pouvaient dater des échantillons jusqu’à environ 30 000 ans, mais elles exigeaient plusieurs grammes de matière. Les techniques actuelles couvrent une plage plus étendue, de 300 à 50 000 ans.

Question 9

9. Quelle différence distingue principalement les éléments essentiels des êtres vivants de ceux de la croûte terrestre ?

Les êtres vivants sont caractérisés par l’hydrogène et l’hélium, tandis que la croûte terrestre comprend principalement le carbone, l’azote et le silicium.

Les êtres vivants et la croûte terrestre sont caractérisés par les mêmes éléments, mais dans des proportions différentes.

Les êtres vivants sont caractérisés par l’oxygène, le silicium, le fer et l’aluminium, tandis que la croûte terrestre comprend notamment le carbone, l’hydrogène et l’azote.

Les êtres vivants sont caractérisés par l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote, tandis que la croûte terrestre comprend notamment l’oxygène, le silicium, le fer et l’aluminium.

Explication

Les éléments essentiels du vivant sont l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote, alors que ceux cités pour la croûte terrestre incluent le silicium, le fer et l’aluminium. L’hydrogène et l’hélium dominent plutôt l’Univers, ce qui ne décrit pas la composition essentielle du vivant.

Question 10

10. Pourquoi l’instant de désintégration d’un noyau radioactif individuel ne peut-il pas être prévu ?

Parce que les rayonnements reçus déclenchent sa désintégration.

Parce que les noyaux radioactifs se transforment tous ensemble.

Parce que sa désintégration est spontanée et aléatoire.

Parce que sa demi-vie varie avec la quantité de matière.

Explication

La désintégration d’un noyau individuel est spontanée et son instant est aléatoire, ce qui empêche de prédire sa date précise. La demi-vie caractérise le noyau et décrit l’évolution d’une population, mais elle ne fixe pas le moment où un noyau donné se désintègre.

QCM : Radioactivité et datation au carbone 14 (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une étoile où la pression et la température sont très élevées, quels produits résultent de la fusion d’un noyau de deutérium et d’un noyau de tritium ?

2. Quels éléments constituent les quatre éléments essentiels des êtres vivants ?

3. Que désigne la radioactivité d’un noyau instable ?

4. Un échantillon contient initialement 800 noyaux radioactifs. Après une certaine durée, 400 se sont désintégrés : à quoi correspond cette durée ?

5. À quoi sert la comparaison entre la quantité de carbone 14 mesurée dans un échantillon et celle d’un être vivant comparable lors d’une datation ?

6. Dès quelle année les rayonnements du radium ont-ils été utilisés pour éliminer des tumeurs cancéreuses par radiothérapie ?

7. Quel rôle joue la demi-vie dans la description de la décroissance d’une population de noyaux radioactifs ?

8. Quelle période les premières techniques de datation au carbone 14 permettaient-elles d’explorer ?

9. Quelle différence distingue principalement les éléments essentiels des êtres vivants de ceux de la croûte terrestre ?

10. Pourquoi l’instant de désintégration d’un noyau radioactif individuel ne peut-il pas être prévu ?

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