QCM : Radioactivité et formation des éléments (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une réaction nucléaire met en jeu un noyau de nombre de masse A=14A=14 et de numéro atomique Z=7Z=7. Pour respecter la loi de Soddy, quelles sommes doit-on retrouver parmi les noyaux produits ?

Une somme des nombres de masse égale à 14, sans contrainte sur les numéros atomiques
Une somme des numéros atomiques égale à 7, sans contrainte sur les nombres de masse
Une somme des nombres de masse égale à 7 et une somme des numéros atomiques égale à 14
Une somme des nombres de masse égale à 14 et une somme des numéros atomiques égale à 7

Une somme des nombres de masse égale à 14 et une somme des numéros atomiques égale à 7

Explication

La loi de Soddy impose la conservation à la fois du nombre de masse A et du nombre de charge Z entre les noyaux initiaux et finaux. Les réponses qui ne conservent qu’une de ces grandeurs oublient une partie de la loi.

2. Dans la notation d’un noyau, que représente le nombre de masse AA ?

Le nombre de charges positives du noyau
Le nombre de neutrons du noyau
Le nombre total de nucléons du noyau
Le nombre de protons du noyau

Le nombre total de nucléons du noyau

Explication

Le nombre de masse A correspond au nombre total de nucléons, c’est-à-dire aux protons et aux neutrons du noyau. Le nombre de charge et le nombre de protons renvoient à Z, tandis que le nombre de neutrons n’est qu’une partie des nucléons.

3. Lors d’une désintégration α, quelle particule est émise par un noyau radioactif ?

Un électron −10e^{0}_{-1}\mathrm{e}
Un positon +10e^{0}_{+1}\mathrm{e}
Un neutron 01n^{1}_{0}\mathrm{n}
Un noyau d’hélium 24He^{4}_{2}\mathrm{He}

Un noyau d’hélium $$^{4}_{2}\mathrm{He}$$

Explication

Une particule α est un noyau d’hélium 24He^{4}_{2}\mathrm{He}. L’électron est émis lors d’une désintégration β⁻, le positon lors d’une désintégration β⁺, et le neutron n’est pas la particule α.

4. Un noyau subit une désintégration β⁺. Quelle particule est libérée ?

Un électron −10e^{0}_{-1}\mathrm{e}
Un positon +10e^{0}_{+1}\mathrm{e}
Un proton 11H^{1}_{1}\mathrm{H}
Un noyau d’hélium 24He^{4}_{2}\mathrm{He}

Un positon $$^{0}_{+1}\mathrm{e}$$

Explication

La désintégration β⁺ libère un positon +10e^{0}_{+1}\mathrm{e}. L’électron caractérise β⁻, le noyau d’hélium caractérise α, et le proton n’est pas la particule émise dans cette désintégration.

5. Que désigne le terme « isotopes » ?

Des atomes ayant des numéros atomiques et des nombres de nucléons identiques
Des atomes ayant le même nombre de nucléons, mais un numéro atomique différent
Des atomes ayant des numéros atomiques et des nombres de nucléons différents
Des atomes ayant le même numéro atomique, mais un nombre de nucléons différent

Des atomes ayant le même numéro atomique, mais un nombre de nucléons différent

Explication

Les isotopes se distinguent par leur nombre de nucléons tout en possédant le même numéro atomique. Des atomes ayant le même nombre de nucléons mais des numéros atomiques différents ne sont donc pas des isotopes.

6. Quel élément chimique est apparu en premier dans l’Univers ?

L’hélium
Le lithium
Le carbone
L’hydrogène

L’hydrogène

Explication

L’hydrogène est le premier élément chimique apparu dans l’Univers, avant l’hélium. L’hélium est bien mentionné parmi les premiers éléments, mais il est apparu en deuxième.

7. Quel est le rôle de la loi de Soddy lors de l’écriture d’une équation nucléaire ?

Calculer l’énergie libérée par la fusion de noyaux dans les étoiles
Vérifier la conservation du nombre de masse et du nombre de charge entre les noyaux initiaux et finaux
Identifier les noyaux qui possèdent le même numéro atomique et des nombres de nucléons différents
Déterminer la nature des particules émises lors d’une désintégration radioactive

Vérifier la conservation du nombre de masse et du nombre de charge entre les noyaux initiaux et finaux

Explication

La loi de Soddy sert à vérifier que les sommes des nombres de masse et des nombres de charge sont conservées entre les réactifs nucléaires et les produits. Elle ne détermine pas la particule émise lors d’une désintégration, qui dépend du type de désintégration.

8. Quelle différence distingue les particules émises lors des désintégrations β⁻ et β⁺ ?

La désintégration β⁻ émet un électron, tandis que β⁺ émet un noyau d’hélium.
La désintégration β⁻ émet un positon, tandis que β⁺ émet un électron.
La désintégration β⁻ émet un électron, tandis que β⁺ émet un positon.
La désintégration β⁻ émet un noyau d’hélium, tandis que β⁺ émet un électron.

La désintégration β⁻ émet un électron, tandis que β⁺ émet un positon.

Explication

La désintégration β⁻ libère un électron, alors que la désintégration β⁺ libère un positon. Le noyau d’hélium est la particule émise lors d’une désintégration α, et non lors d’une désintégration β⁺.

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Selon la loi de Soddy, quelles grandeurs sont conservées dans une équation nucléaire ?

Le nombre de masse AA et le nombre de charge ZZ.

Quelle particule la désintégration α libère-t-elle ?

Un noyau d’hélium 24He^{4}_{2}\mathrm{He}.

Quelle particule la désintégration β⁻ libère-t-elle ?

Un électron −10e^{0}_{-1}\mathrm{e}.

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