QCM : Radioactivité et nucléosynthèse (17 questions)

Explication

La radioactivité naturelle correspond à la transformation spontanée de noyaux instables, accompagnée d’une émission de rayonnements et indépendante des conditions extérieures. La fluorescence, contrairement à ce phénomène, nécessite une excitation préalable, comme une exposition à la lumière.

Explication

L’expérience de Becquerel montre que les sels d’uranium impressionnent la plaque même après avoir été conservés dans l’obscurité, ce qui révèle une émission indépendante de la lumière. L’interprétation par une fluorescence est incorrecte, car celle-ci exige une exposition préalable.

Explication

L’uranium émet spontanément des rayonnements invisibles, même lorsqu’il n’a pas été exposé à la lumière. Une émission lumineuse visible après chauffage décrit un phénomène différent et ne correspond pas à l’observation de Becquerel.

Explication

La désintégration nucléaire est la transformation d’un noyau atomique instable en un autre noyau. Un changement moléculaire sans modification des noyaux relève de la chimie et non d’une désintégration nucléaire.

Explication

Une désintégration radioactive se produit spontanément, mais l’instant exact d’une désintégration individuelle reste aléatoire et imprévisible. Le caractère spontané signifie qu’aucune intervention extérieure n’est nécessaire, et non que le moment peut être prévu.

Explication

La demi-vie du carbone 14 est de 5 730 ans et correspond au temps nécessaire pour que la population de noyaux radioactifs soit divisée par deux. Elle ne désigne pas la disparition complète de la radioactivité ni un intervalle entre deux désintégrations individuelles.

Explication

Chaque demi-vie divise la population restante par deux ; après deux demi-vies, il reste donc un quart de la population initiale, pendant $2 \times 5\,730 = 11\,460\ \text{ans}$. La fraction d’un huitième correspond à trois demi-vies, tandis qu’un seizième en correspond à quatre.

Explication

Le rubidium 82 possède une activité qui décroît rapidement, de sorte que le nombre de noyaux tend vers zéro. Une stabilisation à une valeur constante ne correspond pas à cette évolution radioactive.

Explication

La demi-vie du rubidium 82 est de 1,3 minute, tandis que celle du gallium 68 est de 68 minutes. La confusion vient de l’association erronée entre le nombre 68 et le rubidium 82.

Explication

La tomographie par émission de positons, ou TEP, utilise la radioactivité pour produire des images médicales. La curiethérapie relève plutôt d’une application thérapeutique visant à traiter une tumeur.

Explication

La curiethérapie est une technique thérapeutique qui utilise des rayonnements radioactifs pour traiter certains cancers. La TEP, en revanche, sert principalement à obtenir des images médicales.

Explication

Une exposition prolongée aux rayonnements radioactifs peut nuire à la santé, y compris celle des médecins qui y sont régulièrement exposés. L’irradiation ne renforce pas de manière générale la protection de l’organisme.

Explication

La formation des éléments chimiques suit la nucléosynthèse primordiale après le Big Bang, la nucléosynthèse stellaire dans les étoiles, puis la nucléosynthèse explosive lors de leur effondrement. La nucléosynthèse stellaire ne correspond donc pas à l’étape qui accompagne l’effondrement de l’étoile.

Explication

La nucléosynthèse primordiale forme principalement les premiers noyaux d’hydrogène, d’hélium et de lithium, avant de s’interrompre lorsque la température baisse fortement. Les noyaux plus lourds sont associés à des étapes ultérieures de la nucléosynthèse.

Explication

Lors de l’effondrement d’une étoile, le manque de combustible et l’attraction gravitationnelle créent les conditions de la nucléosynthèse explosive, qui forme des noyaux lourds. La baisse de température après le Big Bang concerne plutôt l’arrêt de la nucléosynthèse primordiale.

Explication

L’hydrogène et l’hélium sont les deux éléments chimiques dominants dans l’Univers. Le silicium peut servir de référence dans une comparaison d’abondance, mais il ne constitue pas le duo le plus abondant.

Explication

Dans la croûte terrestre, l’oxygène représente 46 % de la masse, le silicium 28 %, l’aluminium 8 % et le fer 6 %. Les autres propositions permutent les pourcentages associés à ces éléments.