QCM : Transformations nucléaires et radioactivité (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon contient initialement 800 noyaux radioactifs d’un isotope. Après une durée égale à sa demi-vie, combien de ces noyaux radioactifs restent-ils ?

100 noyaux
200 noyaux
400 noyaux
600 noyaux

400 noyaux

Explication

Après une demi-vie, la moitié des noyaux radioactifs initialement présents a disparu : la moitié de 800, soit 400, reste. Le résultat de 200 correspondrait à deux demi-vies, tandis que 600 confond la quantité disparue avec celle qui reste.

2. Deux noyaux ont chacun 8 protons, mais l’un possède 8 neutrons et l’autre 10. Quelle relation les décrit ?

Ce sont des noyaux identiques
Ce sont des ions du même élément
Ce sont deux éléments de même masse
Ce sont des isotopes du même élément

Ce sont des isotopes du même élément

Explication

Ces noyaux ont le même numéro atomique, mais des nombres de neutrons et donc de nucléons différents : ce sont des isotopes. Des éléments différents ont des numéros atomiques distincts, et une différence de charge concerne les ions, pas la définition des isotopes.

3. Dans une transformation nucléaire, les noyaux présents avant la réaction ont un nombre de masse total de 23 et un nombre de charge total de 11. Quels totaux doivent retrouver les noyaux après la réaction ?

Un nombre de masse total de 23 et un nombre de charge total de 11
Un nombre de charge total de 11, avec un nombre de masse qui peut changer
Un nombre de masse total de 11 et un nombre de charge total de 23
Un nombre de masse total de 23, avec un nombre de charge qui peut changer

Un nombre de masse total de 23 et un nombre de charge total de 11

Explication

Une équation simple de transformation nucléaire conserve à la fois le nombre de masse et le nombre de charge. Inverser les deux totaux confond leurs rôles, tandis que ne conserver qu’un seul des deux oublie une loi de conservation.

4. Dans une réaction, deux noyaux légers s’assemblent et forment un noyau plus lourd. Comment classe-t-on cette transformation ?

Comme une fusion nucléaire
Comme une transformation chimique
Comme une désintégration nucléaire
Comme une fission nucléaire

Comme une fusion nucléaire

Explication

La fusion assemble au moins deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd. La fission divise un noyau lourd, tandis qu’une transformation chimique ne correspond pas à l’assemblage de noyaux.

5. Lors d’une expérience, les atomes d’un échantillon deviennent ceux d’un autre élément parce que leur noyau est modifié. De quel type de transformation s’agit-il ?

D’une fusion nucléaire
D’une transformation chimique
D’une désintégration radioactive
D’une réaction nucléaire

D’une réaction nucléaire

Explication

Une réaction nucléaire transforme un élément en un autre par modification du noyau atomique. Une transformation chimique ne modifie pas le noyau, tandis que fusion et désintégration désignent des types particuliers de transformations nucléaires.

6. Une réaction met en jeu un noyau de nombre de masse 14 et de nombre de charge 7, ainsi qu’un noyau d’hydrogène de nombres 1 et 1. Le noyau produit a un nombre de masse 15 et un nombre de charge 8. Quels nombres attribuer à la particule manquante pour compléter l’équation ?

Nombre de masse 2 et nombre de charge 1
Nombre de masse 0 et nombre de charge 1
Nombre de masse 1 et nombre de charge 0
Nombre de masse 0 et nombre de charge 0

Nombre de masse 0 et nombre de charge 0

Explication

Les noyaux connus totalisent déjà un nombre de masse de 15 et un nombre de charge de 8, identiques à ceux du noyau produit : la particule manquante a donc des nombres 0 et 0. Les valeurs 1 ou 2 résultent d’un bilan incomplet ou d’une soustraction incorrecte.

7. Deux isotopes différents ont des demi-vies de durées différentes. Que signifie la demi-vie propre à chacun d’eux ?

La durée identique au bout de laquelle la moitié des noyaux de tout isotope ont disparu
La durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initiaux ont disparu
La durée au bout de laquelle tous les noyaux initiaux ont disparu
La durée au bout de laquelle la moitié de la durée totale de désintégration s’est écoulée

La durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initiaux ont disparu

Explication

La demi-vie est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs présents initialement aient disparu, et sa valeur dépend de l’isotope. La disparition de tous les noyaux n’est pas la définition, et la durée n’est pas commune à tous les isotopes.

8. Dans une désintégration bêta plus, le noyau fils a un numéro atomique inférieur d’une unité à celui du noyau père. Quelle particule est émise ?

Un photon gamma, γ\gamma
Un noyau d’hélium 4, 24He^{4}_{2}\mathrm{He}
Un électron, −10e^{0}_{-1}\mathrm{e}
Un positon, 10e^{0}_{1}\mathrm{e}

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

Explication

Une désintégration bêta plus émet un positon, noté 10e^{0}_{1}\mathrm{e}. L’électron correspond à la désintégration bêta moins, le noyau d’hélium à l’émission alpha et le photon gamma est un rayonnement accompagnant la transformation.

9. Quels sont les trois types de désintégrations nucléaires spontanées présentés ?

Les émissions bêta moins, gamma et capture électronique
La fusion, la fission et l’émission alpha
Les émissions alpha, gamma et neutron
Les émissions alpha, bêta moins et bêta plus

Les émissions alpha, bêta moins et bêta plus

Explication

Les trois types présentés se distinguent notamment par la particule émise : alpha, bêta moins ou bêta plus. L’option associant fusion et fission confond des types de transformations nucléaires avec des désintégrations spontanées ; les autres omettent ou remplacent l’un des trois types.

10. Un noyau lourd reçoit l’impact d’une petite particule puis se sépare en deux noyaux plus légers. Quelle transformation a eu lieu ?

Une fusion nucléaire
Une désintégration nucléaire
Une fission nucléaire
Une transformation chimique

Une fission nucléaire

Explication

La fission correspond à la division d’un noyau lourd en deux noyaux plus légers après l’impact d’une petite particule. La fusion assemble des noyaux légers, et la transformation chimique ne décrit pas une modification du noyau.

11. Deux ions ont des charges différentes, mais leurs noyaux contiennent chacun 11 protons. À quel même élément chimique appartiennent-ils ?

À l’élément de nombre de masse identique
À l’élément de même nombre de neutrons
Au sodium, de numéro atomique 11
À l’élément de charge ionique identique

Au sodium, de numéro atomique 11

Explication

Un élément chimique regroupe les atomes et les ions ayant le même numéro atomique, ici 11. La charge ionique, le nombre de neutrons et le nombre de nucléons ne définissent pas l’élément.

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Mémorisez les réponses avec 26 flashcards sur Transformations nucléaires et radioactivité.

Qu’est-ce qu’un élément chimique ?

L’ensemble des entités, atomes ou ions, ayant le même numéro atomique.

Qu’est-ce que des noyaux isotopes ?

Des noyaux d’un même élément chimique ayant des nombres différents de neutrons.

Que possèdent les noyaux isotopes en nombres différents, outre leurs neutrons ?

Des nombres différents de nucléons.

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