QCM : Radioactivité et réactions nucléaires — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle transformation correspond à une fission nucléaire ?

L’absorption d’un électron par un atome suivie d’une émission lumineuse
La désintégration spontanée d’un noyau instable sans formation de noyaux distincts
L’assemblage de deux petits noyaux en un noyau plus lourd avec libération d’énergie
La division d’un gros noyau en noyaux plus petits avec libération d’énergie

La division d’un gros noyau en noyaux plus petits avec libération d’énergie

Explication

La fission divise un gros noyau en noyaux plus petits, généralement avec émission de neutrons et libération d’énergie. L’assemblage de deux petits noyaux décrit la fusion nucléaire.

2. Comment déterminer une inconnue dans une équation nucléaire ?

En conservant le nombre de neutrons sans vérifier le nombre de protons
En additionnant séparément les nombres AA et les nombres ZZ de chaque côté
En additionnant ensemble les nombres AA et ZZ sans distinguer les deux grandeurs
En comparant uniquement les masses des noyaux avant et après la réaction

En additionnant séparément les nombres $$A$$ et les nombres $$Z$$ de chaque côté

Explication

Il faut additionner séparément les nombres de nucléons AA et les nombres de protons ZZ à gauche et à droite, puis utiliser ces égalités pour trouver l’inconnue. Mélanger AA et ZZ ou vérifier une seule grandeur ne permet pas d’assurer la conservation nucléaire.

3. Quelle définition décrit correctement la radioactivité ?

La fusion contrôlée de deux noyaux légers
L’absorption provoquée d’une particule par un noyau stable
La division forcée d’un noyau lourd par chauffage
La désintégration spontanée d’un noyau instable

La désintégration spontanée d’un noyau instable

Explication

La radioactivité correspond à la désintégration spontanée d’un noyau instable. L’absorption d’une particule décrit plutôt une réaction nucléaire déclenchée, et non une désintégration spontanée.

4. Comment un noyau instable peut-il devenir plus stable ?

En émettant des particules ou des rayonnements
En augmentant son nombre de nucléons sans émission
En se transformant en un isotope possédant moins de protons
En absorbant systématiquement tous les neutrons voisins

En émettant des particules ou des rayonnements

Explication

Un noyau instable peut atteindre un état plus stable en émettant des particules ou des rayonnements. Une diminution du nombre de protons n’est pas la règle générale décrivant cette stabilisation.

5. Quels sont les deux premiers éléments apparus dans l’Univers ?

Le fer et le silicium
Le carbone et l’oxygène
L’azote et le néon
L’hydrogène et l’hélium

L’hydrogène et l’hélium

Explication

L’hydrogène et l’hélium sont les deux premiers éléments apparus dans l’Univers. Les éléments plus lourds, comme le carbone ou le fer, se forment plus tard, notamment dans les étoiles.

6. Que représente la demi-vie d’un échantillon radioactif ?

La durée nécessaire pour que la moitié de ses noyaux se désintègrent
La durée nécessaire pour doubler le nombre de noyaux radioactifs
Le temps séparant deux émissions successives par un même noyau
La durée nécessaire pour que tous ses noyaux deviennent stables

La durée nécessaire pour que la moitié de ses noyaux se désintègrent

Explication

La demi-vie est la durée au terme de laquelle la moitié des noyaux radioactifs de l’échantillon se sont désintégrés. Elle ne correspond ni à la disparition complète de l’échantillon ni à l’intervalle entre deux émissions d’un même noyau.

7. Qu’est-ce qui caractérise deux isotopes d’un même élément ?

Ils ont le même nombre de nucléons, mais des répartitions électroniques différentes
Ils ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents
Ils ont le même nombre de neutrons, mais des nombres de protons différents
Ils ont des nombres différents de protons et appartiennent à des éléments distincts

Ils ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents

Explication

Deux isotopes possèdent le même nombre de protons ZZ, mais des nombres de nucléons AA et de neutrons différents. Des nombres différents de protons correspondent à des éléments différents, et non à des isotopes du même élément.

8. Quelle description correspond à la fusion nucléaire ?

L’assemblage de deux petits noyaux pour former un noyau plus lourd et libérer de l’énergie
La transformation spontanée d’un noyau instable par émission de rayonnement
La division d’un gros noyau en plusieurs noyaux plus légers et l’émission de neutrons
La capture d’un électron par un atome avec conservation de sa structure nucléaire

L’assemblage de deux petits noyaux pour former un noyau plus lourd et libérer de l’énergie

Explication

La fusion assemble deux petits noyaux afin de former un noyau plus lourd avec libération d’énergie. La division d’un gros noyau et l’émission de neutrons caractérisent plutôt la fission.

9. Quelle interaction peut déclencher une fission nucléaire ?

L’absorption d’un neutron par le noyau
L’émission spontanée d’un photon par le noyau
L’augmentation de la pression exercée sur l’échantillon
La perte d’un électron périphérique par l’atome

L’absorption d’un neutron par le noyau

Explication

Une fission nucléaire peut être déclenchée lorsqu’un noyau absorbe un neutron. La perte d’un électron concerne la structure électronique de l’atome et ne constitue pas le mécanisme indiqué pour déclencher une fission.

10. Quelles grandeurs se conservent entre les deux côtés d’une équation nucléaire ?

Le nombre de noyaux et la masse de chaque isotope
Le nombre de neutrons et la charge électronique totale
Le nombre de nucléons AA et le nombre de protons ZZ
Le nombre d’éléments chimiques et le nombre d’électrons libres

Le nombre de nucléons $$A$$ et le nombre de protons $$Z$$

Explication

Dans une équation nucléaire, les nombres de nucléons AA et de protons ZZ se conservent entre les deux côtés. Les noyaux présents peuvent toutefois être différents avant et après la transformation.

11. Dans quel contexte les éléments plus lourds se forment-ils notamment par fusion nucléaire ?

Dans les premières molécules de l’Univers
Dans les nuages interstellaires froids
À la surface des planètes rocheuses
Au cœur des étoiles

Au cœur des étoiles

Explication

Les étoiles produisent des éléments plus lourds grâce à des réactions de fusion nucléaire. Les nuages interstellaires peuvent les contenir, mais ils ne constituent pas le principal lieu de leur formation par fusion.

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Qu'est-ce que la radioactivité ?

La désintégration spontanée d’un noyau instable.

Comment un noyau instable devient-il plus stable ?

En émettant des particules ou des rayonnements.

Qu'est-ce qui différencie les isotopes d'un même élément ?

Leur nombre de nucléons A et de neutrons différents.

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