12 - Radioactivité et nucléaire Flashcards

Question 1

Q

Un atome est composé :

d’un … qui est un assemblage de … et de … , lesquels constituent les …
d’un … composé d’un cortège … qui gravitent autour du …

Answer

A

Noyau / protons / neutrons / nucléons
Nuage périphérique / électrons / noyau

Question 2

Q

Le diamètre du nuage électronique sphérique de l’atome est de l’ordre de …m
Le noyau occupe une sphère d’un diamètre de …m soit près de … fois plus petite que l’atome.
L’espace entre le noyau et le nuage d’électrons est composé de …

Answer

A

10^-10m
10^-15m / 100000
Vide

Question 3

Q

Charge de l’électron : …
Charge du proton : …
Charge du neutron : …

Answer

A

-1,6.10-19C / +1,6.10-19C / 0C

Question 4

Q

Masse de l’électron : …
Masse du proton : …
Masse du neutron : …

Answer

A

9,1.10^-31kg / 1,67.10-²⁷kg / 1,67.10-²⁷kg

Question 5

Q

Un nucléide est une espèce atomique qui se différencie des autres espèces soit par son … soit par son … La représentation symbolique d’un nucléide est ..

Answer

A

Nombre de masse (A) / numéro atomique (Z) / ^A_ZX

Question 6

Q

Z est le nombre de … ou … ou …
A est le nombre de … ou …
N = … est le nombre de …

Answer

A

Protons / numéro atomique / nombre de charge
Nucléons / nombre de masse
N = A - Z / neutrons

Question 7

Q

Des noyaux sont dits isotopes s’ils ont le même nombre de … mais un nombre de … différent
Certains isotopes sont … : ils peuvent se … en émettant des rayonnements radioactifs

Answer

A

Protons / masses
Instables / désintégrer

Question 8

Q

Le noyau confère à un élément considéré ses propriétés … alors que le nuage électronique lui confère ses propriétés … Ainsi, les isotopes ont les mêmes propriétés … puisqu’ils ont le même nombre d’… , mais la différence de … de leur noyau modifie leurs propriétés physiques

Answer

A

Nucléaires / chimiques / Chimiques / électrons / masse

Question 9

Q

Des noyaux sont dits :

isotopes s’ils ont le même nombre de …
isobares s’ils ont le même nombre de …
isotones s’ils ont le même nombre de …

Answer

A

Protons / Nucléons / Neutrons

Question 10

Q

Dans la nature, la plupart des noyaux d’atomes sont … Mais certains atomes ont des noyaux instables dûs à un … de protons ou de neutrons. Ceux-ci sont radioactifs et sont dits …

Answer

A

Stables / excès / radionucléides

Question 11

Q

Un noyau atomique est radioactif s’il se transforme de façon … en un autre noyau atomique, radioactif ou non. Ainsi, l’uranium 238 tend à se transformer en une forme stable, le plomb 206

Answer

A

Spontanée

Question 12

Q

La radioactivité est une réaction dite … car elle concerne le … de l’atome (par opposition à une réaction chimique qui ne dépend que des … entre atomes sans modification du …)

Answer

A

Nucléaire / noyau / liaisons chimiques / noyau

Question 13

Q

La transformation irréversible d’un atome radioactif en un autre atome est appelée … Elle s’accompagne d’une émission de différents types de … La désintégration radioactive est … , … et …

Answer

A

Désintégration / Rayonnements / Aléatoire / spontanée / irréversible

Question 14

Q

Lois de Soddy : lors d’une tranformation nucléaire, il y a … du nombre de charge Z et du nombre de masse A.
Ainsi, pour la réaction nucléaire :

^A_ZX → ^A1_Z1Y + ^A2_Z2Y

Conservation du nombre de … : A = …
Conservation du nombre de … : Z = …
Toutes les réactions nucléaires (y compris la fission et la fusion) vérifient la … du nombre de masse et de la charge électrique

Answer

A

Conservation
^A_ZX → ^A1_Z1Y + ^A2_Z2Y
- Nucléons : A = A₁+A₂
- Charges : Z = Z₁+Z₂
Conservation

Question 15

Q

Dans un noyau atomique, il existe des forces nucléaires … d’interaction forte à courte portée de l’ordre de …m entre les … qui assurent la cohésion de certains noyaux

Answer

A

Attractives / 10^-15m / nucléons

Question 16

Q

On peut classer tous les noyaux connus dans un graphique appelé … , représentant le nombre de N en fonction du nombre de protons Z

Answer

A

Diagramme de Segré

Question 17

Q

Pour Z < 30 :

Les noyaux stables se situent au voisinage de la droite d’équation N=… (première …) ou A=…
Ils comportent autant de neutrons que de …
C’est le cas de ⁴₂He, ¹²₆C, ¹⁴₇N, ¹⁶₈O, ²⁴₁₂Mg

Answer

A

N=Z / bissectrice / A=2Z / Protons

Question 18

Q

Noyau radioactif > Stabilité du noyau atomique > Courbe de stabilité

Pour Z > 30 : le nombre de … augmente plus vite que le nombre de …
Les points se répartissent au-… de la droite N=Z :
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radiactivité de type … Ce sont des noyaux … (A est …)
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité de type … Ce sont des noyaux qui présentent un excès de … ou un déficit de … par rapport aux noyaux … de même A
- Une zone où se situent des noyaux donnant lieu à une radioactivité … Ce sont des noyaux qui présentent un excès de … par rapport aux noyaux … de même A

Answer

A

Neutons / protons
Au-dessous
- α / lourds / grand
- β^- / neutrons / protons / stables
- β⁺ / protons / stables

Question 19

Q

Des noyaux sont dits radioactifs α s’ils émettent des noyaux d’… La radioactivité α concerne les noyaux … (A >…)

Answer

A

Hélium ⁴₂He / Lourds / 400

Question 20

Q

Radioactivité α > Equation de désintégration

^A_ZX → …
La … est éjectée du noyau avec une certaine énergie …
Ex - l’uranium est radioactif α :

²³⁸₉₂U→²³⁴₉₀Th + ⁴₂He

Answer

A

^A_ZX → ^A-4_Z-2Y + ⁴₂He / Particule α / cinétique

Question 21

Q

Radioactivité α > Equation de désintégration avec rayonnement γ

Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un …
^A_ZX → …

Answer

A

Excité Y* / rayonnement γ
^A_ZX → ^A-4_Z-2Y* + ⁴₂H

Question 22

Q

Radioactivité α > Caractéristiques

Ces particules sont arrêtées par quelques centrimètres d’… ou par une … mais elles sont très … et donc très dangereuses pour l’homme

Answer

A

Air / feuille de papier / ionisantes

Question 23

Q

Un noyau est dit radioactif β- s’il émet un … et un … qui est une particule sans … et sans … qui se déplace à la vitesse de la lumière. L’électron est une particule élémentaire de charge électrique …

Answer

A

Electron / antineutrino / charge / masse / -1

Question 24

Q

La radioactivité β- concerne les … présentant un excès de … Ce dernier en excès se transforme en … suivant l’équation-bilan …

Answer

A

Noyaux instables / neutrons / Proton / ¹₀N→ ¹₁p + ⁰_-1e

Question 25

Q

Radioactivité β- > Conséquence : le noyau garde le même nombre de … (la radioactivité β- est une transformation …) donc la … ne change pas, mais Z … d’une unité et N … d’une unité

Answer

A

Nucléons A / isobare / masse atomique / augmente / diminue

Question 26

Q

Radioactivité β- > Equation de désintégration

L’… est éjecté du noyau avec une grande énergie … Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un … : ^A_ZX→…

Answer

A

Electron / cinétique /Excité Y* / rayonnement γ /

^A_ZX → ^A_Z+1Y + ⁰_-1e

Question 27

Q

Un noyau est dit radioactif β+ s’il émet un … et un … qui est une particule élémentaire de masse et de charge électrique … Le position ou positron est l’… associée à l’… et de charge électrique de …

Answer

A

Positon ⁰₁e / neutrino / nulles / Antiparticule / électron / +1

Question 28

Q

La radioactivité β+ concerne les noyaux … présentant un excès de … Ce dernier se transforme en un … et un … suivant l’équation-bilan ¹₁p → … La radioactivité β+ ne concerne que des …

Answer

A

Instables / protons / Positon / neutron / ¹₁p → ¹₀n + ⁰₁e / Noyaux artificiels

Question 29

Q

Radioactivité β+ > Conséquence : le noyau garde le même nombre de … (la radioactivité β+ est une transformation … ), Donc la … ne change pas, mais N … d’une unité et Z … d’une unité

Answer

A

Nucléons A / isobare
Masse atomique / Augmente / diminue

Question 30

Q

Radioactivité β+ > Equation de la désintégration

Le … est éjectée du noyau avec une grande énergie … Le noyau fils peut être émis dans un état … qui donnera en parallèle un … : ^A_ZX → …

Answer

A

Positon / cinétique / Excité Y* / rayonnement γ / ^A_ZX → ^A_Z-1Y + ⁰₁e

Question 31

Q

Les particules β+ et β- sont assez peu pénétrantes Elles sont arrêtées par quelques millimètres d’… Ces particules ont une durée de vie très … car quand un positon rencontre un électron et vice versa, les 2 particules s’… pour donner de l’énergie sous forme d’un … suivant le bilan …

Answer

A

Aluminium / Courte / annihilent / rayonnement γ /

⁰_-1e + ⁰₁e = γ

Question 32

Q

Radioactivité γ : Lors d’une désintégration nucléaire, le noyau fils Y issu de la désintégration du noyau … est dans un état momentanément … appelé état … et noté … Le noyau fils possède un … d’énergie qu’il va libérer sous forme de … pour devenir … : on dit qu’il se … ¹²⁵₅₃I → ¹²⁵₅₃I* + γ

Answer

A

Père / instable / Excité / Y* / Excédent / rayonnement γ / stable / désexcite

Question 33

Q

Le rayonnement γ est de type … , constitué de … comme la lumière visible ou les rayons X, mais beaucoup plus … Les rayons γ sont plus pénétrants que les rayonnements α et β (il faut quelques centimètres de … ou plusieurs mètres de …) mais sont moins …

Answer

A

Eléctromagnétique / photons / énergétique / plomb / béton / ionisants

Question 34

Q

Ondes γ : longueur d’onde de …m à …m
Rayons X : longueur d’onde de …m à …m

Answer

A

10^-13m à 10^-11m
10^-11m à 10^-8m

Question 35

Q

Décroissance radioactive > On considère un échantillon contenant N noyaux radioactifs (non désintégrés) présents à un instant t et la constante radioactive λ caractéristique de chaque radionucléide, et qui représente la probabilité de désintégration d’un noyau par unité de temps. Autrement dit, la probabilité de désintégration entre t et t+Δt est : …

Question 36

Q

Décroissance radioactive > La variation des noyaux radioactifs désintégrés est ΔN = … (ΔN < 0 car N …)

Answer

A

ΔN = -λΔt x N / diminue

Question 37

Q

Décroissance radioactive > ΔN/Δt = … Quand Δt→0, on obtient l’équation différentielle … La solution de cette équation différentielle donne la … : N(t) = …

Answer

A

ΔN/Δt = -λN ; dN/dt = -λN ; Loi de décroissance radioactive : N(t) = N₀e^-λt où N₀ est le nombre de noyaux radioactifs et λ est la constante radioactive

Question 38

Q

Constante radioactive λ est homogène à l’… du temps : λ s’exprime en … La constante de temps τ est telle que τ = … et s’exprime en …

Answer

A

Inverse / s^-1, min^-1, h^-1, j^-1, an^-1/ τ = 1/λ / s, min, h, j, an

Question 39

Q

La période radioactive T ou le temps de demi-vie t_1/2, d’un échantillon de noyaux radioactifs est égale à la durée nécessaire pour que la … des noyaux radioactifs, initialement présents dans l’échantillon, se … Soit : N(t_1/2) = … donc N₀e^-t_1/2/τ = … D’où t_1/2= …

Answer

A

Moitié / désintègre / N(t_1/2) = N₀/2 donc N₀e^-t_1/2/τ = N₀/2 ; t_1/2= ln2 /λ = τ.ln2

Question 40

Q

Période radioactive t1/2 ou T

Question 41

Q

Méthode : si t= n x t_1/2 alors

N(t) = … est le nombre de … restants
m(t) = … est la … restante
n(t) = … est le nombre de … restante

Answer

A

N(t) = N₀/2ⁿ / noyaux radioactifs
m(t) = m₀/2ⁿ / masse de matière radioactive
n(t) = n₀/2ⁿ / quantité de matière radioactive

Question 42

Q

N(t) = …
Si t = nt1/2, alors N(t) = …

Answer

A

N(t) = N₀e^-λt = N₀e^-ln2t/t_1/2
Si t = nt_1/2, alors N(t) = N₀e^{-(ln2.n.t_1/2) / t_1/2} = N₀e^-nln2 = N₀e^_ln2-n = N₀/2ⁿ

Question 43

Q

Question 44

Q

N(t) = N₀e^-λt représente le nombre de noyaux radioactifs … à l’instant t
N(t) = N₀(1 - e^-λt) représente le nombre de noyaux radioactifs …

Answer

A

Restants / Désintégrés

Question 45

Q

Si t=3t_1/2 alors il reste :

N(t) = … soit …% des noyaux initialement présents
Et N₀ - N₀/8 = … soit …% des noyaux initiaux ont disparu

Answer

A

N(t) = N0/8 / 12,5%
N₀ - N₀/8 = 7N₀/8 / 87,5%

Question 46

Q

L’activité A radioactive à une date t d’un échantillon contenant N noyaux radioactifs est définie comme le … A(t) = …

Answer

A

Nb de désintégration de noyaux par seconde

A(t) = - dN/dt

Question 47

Q

Unité standard : 1 Bq = … dps = … dpm
1 Curie = … Bq

Answer

A

1 dps : désintégration par seconde et 60 dpm : par minute
3,7.10¹⁰Bq

Question 48

Q

dN/dt = -λN alors A(t)= … et N(t)= …
D’où A(t)= … avec A₀= … où A₀ est l’activité initiale de l’échantillon
L’activité A(t) suit la même loi de … que …
De même, on a A(t) = … où n = …

Answer

A

A(t)=λN et N(t)=N₀e^-λt
A(t)=λN₀e^-λt=A₀e^-λt avec A₀=λN₀
Décroissance exponentielle / N(t)
A(t) = A₀/2ⁿ où n = t /t_1/2

Question 49

Q

L’action des radiations ionisantes est utilisée en médecine … Un rayonnement ionisant est un rayonnement qui produit des … dans la matière qu’il traverse
L’actions sur les tissus vivants peut provoquer des … et des modifications de l’…
Les radiations ionisantes, sous forme d’ondes (RX et gamma) ou de particules (alpha et bêta) sont des rayonnements pénétrants, capables d’arracher un … aux atomes ou molécules et de les transformer en ions électriquement chargés.
Elles agissent sur les cellules de l’organisme

Answer

A

Nucléaire / Ionisations
Réactions chimiques / ADN
Electron

Question 50

Q

De l’activité … , de son activité … , et de la … , on peut déterminer l’âge t du matériau mort
A = A₀e^-λt ⇒ ln(A₀/A) = … soit t = …

Answer

A

Activité A actuelle / Activité A₀ initiale / constante radioactive λ
ln(A₀/A) = λt soit t =

Question 51

Q

La proportion au carbone 14 radioactif par rapport à l’isotope carbone 12 est très … mais à peu près … (de l’ordre de …) car le carbone 14 est … en permanence dans l’atmosphère

Answer

A

Faible / constante / 10^-12 / régénéré

Question 52

Q

Dans le CO₂ de l’atmosphère, la proportion de carbone 14 dans les tissus est … à celle de l’atmosphère tant que l’organisme est en vie. A sa mort, la quantité de carbone 14 … selon la … La période de demi-vie du carbone 14 est : t_1/2(¹⁴C) ≈ … ans

Answer

A

Identique / Diminue / loi de décroissance radioactive / 5570

Question 53

Q

La désintégration du carbone 14 se limite généralement à des matériaux … d’âge inférieur à environ … ans. Pour la détermination d’âge supérieur à ce seuil, comme l’âge des dinosaures de la Terre, il faut utiliser d’autres isotopes, comme l’…

Answer

A

Organiques / 50000 / Uranium 238

Question 54

Q

Relation d’équivalence masse-énergie : E = …

Answer

A

E = mc² (m en kg, Energie de masse en J, et c en m.s^-1)

Question 55

Q

Vitesse de la lumière dans le vide : c = …

Answer

A

c = 3.10⁸m.s^-1

Question 56

Q

À l’échelle atomique, l’unité de masse atomique est plus adaptée que le kg. 1u est égale au …ème de la masse d’un atome de carbone …

Answer

A

Douzième / ¹²₆C

Question 57

Q

A l’échelle atomique, l’eV est plus adapté que le joule : 1 eV = … / 1 Mev = …

Answer

A

1 eV = 1,6.10^-19J / 1 MeV = 1,6.10^-13J

Question 58

Q

N_A = … Il correspond au nombre d’atomes de carbone dans … grammes de l’isotope … du carbone, soit : 1g = ..

Answer

A

N_A = 6,02.10²³mol^-1/ 12g / 12 / 1g = N_A x u

Question 59

Q

L’équivalence masse-énergie implique E = ..

Answer

A

E = 1,66.10^-27x(3.10⁸)²

Question 60

Q

Pour convertir les Joules en MeV, on divise par …

Soit : E = … = … Mev

Answer

A

1Mev = 1,6.10^-13J

E = 1,66.10^-27x(3.10⁸)² / 1,6.10^-13 = 931,5 MeV

Question 61

Q

1u correspond à une énergie de … MeV ou 1u=

Answer

A

931,5MeV ou 1u=931,5Mev/c²

Question 62

Q

Méthode pour convertir en MeV :

La masse est en kg → …
La masse est en u → …

Answer

A

x(3.10⁸)²J → x 1/ 1,6.10^-13 MeV
x931,5 MeV

Question 63

Q

Défaut de masse du noyau > La masse du noyau atomique est inférieure à la masse des … et des … qui le constituent. m(^A_ZX) < … Cette différence est appelée …

Answer

A

Protons m_p / neutrons m_n / m(^A_ZX) < Zm_p+(A-Z)m_n / Défaut de masse Δm

Question 64

Q

Défaut de masse du noyau >

Δm = …

Answer

A

Δm = (Zm_p + (A - Z)m_n) - m(^A_ZX)

Answer 62

A

Libérée / noyau / nucléons
E_ℓ = (Zm_p + (A - Z)m_n)c² - m(^A_ZX)c² = Δmc²
Noyau au repos / nucléons séparés

Answer 63

A

0 pour le proton ¹₁p
0 pour le neutron ¹₀n

Answer 64

A

Eℓ/A - MeV/nucléon / Stabilité / Stable

Answer 65

A

-E_ℓ/A / A
Energie de liaison / stabilité nucléaire
⁵⁶Fe / ⁶³Cu / 8 / stables

Answer 66

A

2 noyaux légers / stabilité / fission
Fusionner / gros / stable / fusion

Answer 67

A

Croissant

Answer 68

A

Masse atomique relative / atome / u / 35,453u / Sans dimension / nb de nucléons

Answer 69

A

Mole d’atomes / masse atomique relative / g.mol^-1/ 35,453 g/mol

Answer 70

A

M / nb nucléons A

Answer 71

A

N = m.N_A/M ≈ m.N_A /A —Où m est en g, A le nb de masse du noyau atomique
N = v.N_A / V —Où v est le volume en L, V est la masse molaire atomique en L/mol

Answer 72

A

(ln2/t1/2).N = (ln2/t_1/2)(m/A).N_A
- où m est en g, et A le nb de nucléons
Méthode :
- N_A/A et (ln2/t_1/2)(N_A/A)
- 1000N_A/A et (ln2/t_1/2)(1000N_A/A)
- N_A et (ln2/t_1/2)(N_A)
- mN_A/A et (ln2/t_1/2)(mN_A/A)

Answer 73

A

Noyau / nucléides / légers / stables

Answer 74

A

Emission / dégagement / 200 / eV / Fissiles / fissibles

Answer 75

A

Désintègre / Neutron / Extrêmement lourds / Fissile

Answer 76

A

Particule / neutron / noyaux / 233/235 et 239/241

Answer 77

A

²³⁵₉₂U + ¹₀n → X + Y + K¹₀n / produits de fission

Answer 78

A

²³⁸U : 99,3% / ²³⁵U : 0,7% / ²³⁴U : traces

Fissile

Answer 79

A

Fissile239 / Plutonium 239 / Fertile

Answer 80

A

Libération / neutrons / Noyau fissile / Réaction en chaîne / incontrôlable

Answer 81

A

Chaleur / fission / réacteur nucléaire / chauffer / vapeur / turbines / alternateur / η = η_N x η_E

Answer 82

A

Réacteurs à eau sous pression
900MW-1300MW / 0,3

Answer 83

A

Atomes fissilent / uranium 234 / plutonium 239 / Barres de contrôle / neutrons

Answer 84

A

Electricité / caloporteur /

Answer 85

A

Fission / ralentir / 2 / Noyaux / lents / thermiques

Answer 86

A

Noyaux légers instables / lourd / stable / Considérable / nucléon / fission / Incontrôlée / explosive

Answer 87

A

Phases / croissant / numéro atomiques

Answer 88

A

10⁷K / barrière coulombienne / fusion

Answer 89

A

Carbone / oxygène / silicium / 3.10⁹

Answer 90

A

Fer 56 / Fer

Answer 91

A

Perte de masse /
Δm = m_après - m_avant = (m₃+m₄) - (m₁+m₂)<Δm
Δm<0 et ΔE<0
Q = |ΔE| = |Δm|c²

Answer 92

A

Q = A_avant.Eℓ/A_avant - A_après.Eℓ/A_après = (A₁.Eℓ/A₁+A₂.Eℓ/A₂) - (A₃.Eℓ/A₃+A₄Eℓ/A₄) < 0
Somme / liaison / inférieure / produits

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12 - Radioactivité et nucléaire Flashcards

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