Chapitre 6 - Physique Nucléaire Flashcards
Qu’est-ce que la radioactivité?
C’est la propriété qu’ont certaines substances d’émettre, par elles-mêmes, de la radiation.
Propriétées rayonnements alpha, beta, gamma?
Alpha: Particules de masse assez grande et portant une double charge positive.
Beta: Électrons, lorsqu’émis ils forment un spectre énergétique continu
Gamma: Radiation électromagnétique de très courte longueur d’onde (particules très pénétrante)
Que représente le nombre Z?
Représente le nombre de protons dans le noyau
Comment Mooseley à ordonné son tableau périodique?
Il a utilisé le nombre Z pour ordonné le tableau périodique
Isotopes?
Atomes de même Z mais de A différents
Nucléide?
Un nucléide réfère à un noyau plutôt qu’à un atome alors qu’un isotope réfère à un atome.
Isotones?
Nucléides ayant le même nombre de neutrons
Quel est la proposition de James Chadwick?
Il suggère que le rayonnement radioactif est constitué de neutrons, des particules neutres avec une masse semblable à celle du proton
Isobares?
Nucléides avec la même valeur de A
Quel est la densité de la matière nucléaire?
La matière nucléaire est 10**14 plus dense que la matière ordinaire
Que permet d’étudier les expériences de diffusion de Rutherford?
Les forces nucléaire et déterminer le potentiel d’interactions entre les nucléons
Qu’est-ce que le temps de demi-vie?
Temps au bout duquel la moitié des noyaux se sont désintégrer
Quel est le spin des électrons, protons et neutrons? À quelle classe appartiennent-il?
Spin 1/2. Ce sont des fermions
De quoi dépend la force nucléair?
Du spin
Comment déterminer la stabilité nucléaire?
Un noyeau de A nucléons est stables si sa masse est inférieur à toutes les autres combinaisons de A nucléons.
Si B < 0 (énergie de liaison): Le noyau est instable
Que représente la ligne de stabilité nucléaire?
Les carrés noirs représente les noyaux stables.
La ligne de stabilité est la ligne qui passe au travers tous les carrés noirs
La ligne de stabilité s’arrête au Bismuth (Z=83)
Les nucléides les plus stables ont Z et N pairs
Vrai ou Faux: Les neutrons sont sensible à la force coulombienne?
Faux: Il ne sont pas sensible, ils s’intercalent entre les noyaux pour diluer la force de répulsion entre protons en les éloignant les uns des autres.
Lors de désintégration, qu’est-ce que l’activité?
Le nombre de désintégration par unité de temps
Comment Wolfgang Pauli à expliquer le spectre continue d’énergie dans la désintégration Beta?
Il a proposer l’existence du neutrino, une particule de charge nulle et de spin 1/2.
Le neutrino emporte avec lui l’énergie manquante. Il a une masse très faible de sorte que l’énergie qu’il emporte est entièrement cinétique.
Quel particule est émise lors de la radioactivité beta?
Un antineutrino
Quel sont les deux types de radio-activité?
Naturelle: Associé aux éléments instables dans la nature
Artificielle: Associé aux éléments formés en laboratoire (noyaux > 238U)
Qu’est-ce que la fusion néclaire?
Lorsque des noyaux légers fusionnent entre-eux
Lorsqu’un noyau se désintègre, quelles lois de conservations doivent être respectés?
Conservation masse-énergie, quantité de mouvement, moment cinétique, charge électrique, conservation des nucléons
Quel est le lien entre l’énergie de désintégration Q et l’énergie de liaison B
Un est l’opposé de l’autre
Pourquoi la fission se produit pour les noyaux plus lourds?
Car la force de Coulomb entre les protons devient importante
Qu’est-ce que la réactoin en chaine dans la fission nucléaire?
Comme plusieurs neutrons sont produits dans la fission, ceux-ci peuvent à leur tour produire d’autres fissions.
Que permettent les barres de controle dans un processus de fission?
Régulent l’absorption de neutrons, afin de maintenir une réaction contrôlée
Quel types de radiation est émise lors de la capture électronique
radiation électromagnétique** –> Rayon X
Expliquer comment fonctionne la datation au carbone 14.
Le carbone est radioactif est créé par le bombardment d’azote 14 par les neutrons produits par les rayons cosmiques. Un équlibre naturel entre carbone 14 et carbone 12 s’instale dans les molécules de CO2 dans l’atmosphèreque les êtres vivants respire.
Lors de la mort de l’organisme, le rapport carbone 14/12 décroit au fil du temps. Pour dater, il faut tenir compte des corrections dues aux changements decomposition de l’atmoshpère et des variations du flux cosmique.
Quelle est la différence entre les masses M et m
M: masse atomique
m: masse nucléaire
Quelles approximations fait-on pour obtenir l’énergie Q?
On néglige la différence d’énergie de liaison des 2 cotés de l’équation.
On peut ainsi réécrire l’équation en utilisant les masses atomiques
Quelle condtition doit avoir Q pour que B+ pi CE se se produise?
Q doit être positif
Combien y a t-il de séries radioactives? Nommez les:
1- Thorium (4n)
2- Neptunium (4n+1)
3- Uranium (4n+2)
4- Actinium (4n+3)
Comment appelle-t-on le constituant du noyau? De quoi s’agit-il?
Le nécléon, il s’agit du proton et du du neutron
Que veut dire les symboles Z et Ze?
Z: numéro atomique, correspond au nbr de proton
Ze: charge nucléaire (positive)
Quel est la différence entre la masse nucléaire et la masse atomique?
La masse nucléaire est la somme des masses neutrons + protons moins l’énergie de liaison.
Masse atomiqueL NMasse de l’atome en entier
Quel lettre utilise-t-on pour désigner le nombre de neutron?
N
Que signifie la lettre A?
Nbr de masse, soit A = Z+N
Expliquer Isotope, Isotone et Isobare:
Isotope: Même Z, mais A différent
Isotone: Même nbr proton Z
Isobare: Même valeur de A
Différence entre Nucléide et Isotope?
Nucléide réfère au noyau alors que Isotope réfère à l’atome
Temps de demi-vie
Temps au bout duquel la moitié des noyaux se sont désintégrés
Quel est la plus grande valeur de Z pour un noyau stable?
Z=83, le Bismuth
Rayonnement alpha vs beta
Alpha: Particule de masse assez grande portant une doube charge positive
Beta: Plus pénétrant que alpha. Ce sont des électrons émis sous forme de spectre continue
De quel paramètre dépend la force nucléaire?
Du spin
Quel est le critère de stabilité pour un noyau?
Un noyau de A nucléons est stable si sa masse est inférieur à celle des autres combinaisons de A nucléides.
Si B < 0 (énegie liaison): le noyeau est instable
Quel impact à la force Coulombienne sur les neutrons?
Les neutrons ne sont pas sensible à la force Coulombienne. Ils s’intercalent entre les noyaux pour diluer la force de répulsion entre protons en les éloignants
Quels sont les 4 lois de conservations qui sont respecté lors de la désintégration d’un noyau?
1) Masse-énergie
2) qté mouvement
3) charge électrique
4) moment cinétique
Quel doit être la valeur de Q pour que la désintégration alpha soit possible?
Q > 0
Quel est l’impact d’une désintégration beta sur la stabilité du nucléide?
Les noyaux instable se rapproche de la ligne de stabilité
Avec quels forces les neutrinos interagissent?
Force faible + gravité
Dans quel cas la désintégration beta+ se produit?
Lorsque le nucléide à trop de de protons
Qu’est-ce que la signature électronique?
Lors de la capture électronique, lorsq’un électron est capturé, un autre prend sa place ce qui émet un rayon X
Pour quel Nucléide la CE se produit le plus souvent?
Les nucléides avec un Z élevé car les électrons des couches internes sont plus forment liées dans ces nucléides
Comment déterminer expérimentalement l’énergie de liaison nucléaire?
On fait diffuser des rayons Gamma sur un gaz de deutérium et on cherche la dissociation entre proton et neutron. (On ne suppose aucune énergie cinétique pour le produit de la réaction)
Quelle est l’énergie Bd qu’un photon doit avoir pour dissocier un deutéron en proton et neutron?
Bd = 2.22MeV
Est-ce que les forces nucléaires sont dépendantes de la charge?
Non
Pourquoi la ligne de stabilité ne suit pu la forme Z = N pour A>=40?
Car au fur à mesure que le nombre de proton augmente, la force de Coulomb entre les protons devient plus importante ce qui affecte la liaison significativement.
Par quoi est donné la formule qui donne l’activité R?
R = lambda * N(t)
Quelle doit être la valeur de Q (énergie libéré) pour que la désintégration soit possible?
Q > 0
Lorsqu’une personne meurt, que vaut le taux de désintégration du rapport carbone14/carbone 12?
R_0 = 1.2 x 10 ^{-32}
Qu’est-ce qu’une réaction exo-énergétique vs endo-énergétique?
Exo-énergétique: Dans réaction nucléaire si de l’énergie est produite (Q>0)
Endo: Dans réaction nuéclaire si de l’énergie est cinétique est convertie en énergie de masse
Dans un processus de Fission nucléaire, quelle est la différence entre des neutrons prompts et des neutrons retardés?
Prompts: Émis lors du processus de fission
Retardé: Émis après de sorte qu’on peut les controler pour ralentir la réaction
Quel est le temps de demi-vie pour une désintégration beta?
5730 ans
