Cours 2 Part 1

Question 1

*Le noyau d’un atome est composé de nucléons: C’est quoi?

Answer 1

protons (p+) et de neutrons (n).

Question 2

*Le nombre masse (A, en exposant) est égal à quoi?

Answer 2

A = Z + N.

A=exposant
Z=nb de proton
N=nb de neutron

Question 3

Pourquoi La stabilité des noyaux est une affaire d’énergie:

Answer 3

Les protons et neutrons sont liés par une interaction (force) « forte », qui est 100 fois
plus ÉLEVÉE que la force électrostatique répulsive entre les protons.

Question 4

Complète:
Plus le noyau est « lié », plus il est …(A) et plus il faut dépenser d’…. (B) pour
séparer ses constituants. Cette énergie dite de liaison correspond à la différence entre
la masse du noyau et celle de ses constituants (E=mc2).

Answer 4

A) stable
B) énergie

Question 5

V ou F: *La masse M du noyau est toujours inférieure à celle du nombre masse A
correspondant aux masses combinées de ses nucléons (Z + N = A).

Answer 5

Vrai

Question 6

*La différence (A – M) s’appelle…

Answer 6

le défaut de masse (“mass defect”).

Question 7

Que représente le défaut de masse

Answer 7

*Le défaut de masse (m) représente la différence entre la masse totale des A nucléons
séparés (Z protons et N neutrons), au repos et la masse du noyau formé, au repos .

Question 8

Qu’arrive-t-il lorsqu’on brise un noyau sur la masse du noyau

C’est l’énergie de…

Answer 8

sa masse augmente de delta m et son énergie de delta m × c^2.

C’est l’énergie de liaison

Question 9

Donne la définition de EL

Answer 9

L’énergie de liaison du noyau (EL) est l’énergie qu’il faut fournir à ce noyau au repos
pour lier ses nucléons isolés (A), également au repos. (ou l’énergie qu’il faudra
fournir pour les dissocier)

Question 10

Donne la définition de Énergie de liaison par nucléon, (EA).

Answer 10

*L’énergie de liaison par nucléon d’un noyau est le quotient de son énergie de liaison par
le nombre de ses nucléons. EA permet de comparer la stabilité des noyaux entre eux. Les
noyaux dont l’énergie de liaison par nucléon est la plus grande sont les plus stables.

EA = EL / A

Question 11

C’est quoi la Courbe d’Aston

Answer 11

La courbe d’Aston est la courbe -
EA=f(A). Cette courbe permet de
visualiser facilement les noyaux les
plus stables puisque ceux-ci se
trouvent au bas du graphe.

Question 12

Comment sont classés les nucléides

Answer 12

*Tous les nucléides (types de noyau atomique caractérisés par le nombre de protons et
de neutrons qu’il contient) sont classés dans un tableau de nucléides.

Question 13

Comment on appelle *Les nucléides avec le même nombre atomique Z

Answer 13

isotope

Question 14

*Si le rapport N/Z est différent de celui du noyau atomique stable, ce sont…

Answer 14

des radioisotopes

Question 15

C’est quoi la caractéristique principale des radioisotope

Answer 15

*Ils ont les mêmes propriétés chimiques,

Question 16

Donne des exemple d’isotope stable et instable (0xygen)

Que veut dire stable

Answer 16

16,17,18 = stable

15=instable

Stable veut dire qu’il se comportent comme ceux dans la nature

Question 17

Donne des exemple d’isotope stable (H)

Answer 17

proton, deutéron et tritium

Question 18

Donne des exemple d’isotope stable et instable Carbone

Answer 18

Stable: 12 et 13

Instable 11 (déficient en neutron) et 14 (riche en neutron)

Question 19

Quels est l’atome dont l’isotope n’ont pas les même propriétés chimiques. C’est dû à quoi et détermine une application à cela

Answer 19

Les isotopes de l’hydrogène

EFFET isotopique (proton vs deutéron: on double la masse!)

On utilise en pharmaco pour voir si un H est utilisé pour la création d’un pont H!

Question 20

Comment s’explique stabilité du noyau

Answer 20

l’existence de cette force nucléaire entre les protons
et les neutrons qui est plus forte que la force électrostatique répulsive entre les protons.

Question 21

Quel est la dimension et la densité d’un noyau

Answer 21

Le noyau est donc de très petite
dimension et de densité très élevée
(1014 g/cm3).

Question 22

Si un nucléide est instable ou radioactif, il se désintègre comment

Answer 22

Par fission spontanée ou
émission de particules α, β ou gamma et le nucléide est appelé un radionucléide.

Question 23

V ou F:
Pour devenir stable, Une réaction nucléaire peut impliquer un changement du nombre de neutrons et/ou protons.

Answer 23

Vrai!

Question 24

Décrit les 4 Changement de la nature de l’atome lors de la décroissance

Answer 24

• de particule alpha (2n + 2p–» 4He2+)
• de particule bêta- (e-)
  (n—»p—» e- + υ- antineutrino)
• de bêta +
  (e+, positron)
  (p+—» n —» e+ + υ neutrino)
• Par capture d’un électron (EC)
  (p+ + e- —» n + gamma + υ)

Question 25

Quels sont les deux autres processus de décroissance des radioisotopes

Answer 25

• Par transition isomérique (IT) (—» gamma)
• Par fission spontanée.

Question 26

C’est quoi antineutrino

Answer 26

Antineutrino est une particule sans charge et de très faible masse qui se déplace à la vitesse de la
lumière.

Question 27

Si j’ai un noyau (nucléide) déficient en neutron, comment décroit-il

Answer 27

B+ ou capture électronique

Question 28

Si j’ai un noyau (nucléide) excédent en neutron, comment décroit-il

Answer 28

B-

Question 29

Lors d’émission de particule B- (e-), comment un neutron peut-il être
transformé en proton? (Quark)

(n –» p+ –» β- + υ- antineutrino)

Answer 29

En réalité, le neutron (udd) n’est pas une particule élémentaire mais est un
baryon composé d’un quark up (charge :+2/3) et de deux quarks down (charge :-1/3), sa charge électrique est de: 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0/3 soit 0. Il est donc neutre.

C’est un de ses quarks down qui interagit dans la radioactivité β, en se
transformant en quark up, formant alors un proton (uud), sa charge électrique est de : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 3/3 soit +1.

Question 30

Pk les particules alpha sont facile à bloquer?

Answer 30

Les particules α sont monoénergétiques et leur portée dans
la matière est très courte (de l’ordre de 10-6 cm) et est
d’environ 0,03 mm dans les tissus corporels.

TEL grand–»bcp de dommage—»Bris irréversibel ADN

Question 31

Explique Exemples de différentes désintégrations

A) Lorsqu’un noyau est «riche en neutrons»

Comment un rayon gamma peut appraitre?

Answer 31

La désintégration β- peut être suivie d’une émission de rayons gamma, si le nucléide fils
est dans un état excité; le nombre de rayons gamma émis dépend de l’énergie
d’excitation.

Ex:
131I → 131Xe + β - + 3y (t1/2 = 8 jours; traitement)
99Mo → 99mTc + β - + 3y (t1/2 = 66h; générateur)

Question 32

Explique Exemples de différentes désintégrations
B)Lorsqu’un noyau est «déficient en neutrons» (2)

Explique aussi comment un proton peut devenir un neutron

Answer 32

Nous savons qu’un neutron équivaut à un proton plus un électron.

Par conséquent, dans la désintégration β+, une masse équivalente à deux
électrons (0.511 MeV/e-) est créée par la conversion d’un proton en neutron,
c’est-à-dire 1,02 MeV est nécessaire pour créer ces deux particules.

L’émission de positrons n’a donc lieu que lorsque la différence d’énergie entre
les nucléides parents et fils est égale ou supérieure à 1,02 MeV.

11C → 11B + β+ (t1/2 = 20 min; TEP)
18F → 18O + β+ (t1/2 = 110 min; TEP)

Question 33

Explique Exemples de différentes désintégrations

C) EC:

Answer 33

67Ga + e- → 67Zn + 4y (t1/2 = 78 h; dépistage des infections)

Question 34

Explique Exemples de différentes désintégrations

D) Transition isomérique et explique le phénomène

Answer 34

99mTc –» 99Tc + y (t1/2 = 6 h; 140 keV)

Le noyau peut exister sous différents niveaux énergétiques excités se situant au
dessus de son niveau fondamental (niveaux isomériques ou métastables); leur
décroissance vers le niveau fondamental s’accompagne souvent d’une
émission de rayon .

Question 35

Décrit la Fission spontanée.

Answer 35

C’est le processus par lequel un nucléide lourd se casse en deux
fragments de masses approximativement égales. Ce processus est accompagné
d’émission de neutrons (2 ou 3) avec une énergie d’environ 1.5 MeV et la libération
d’énergie surtout sous forme de chaleur (200 MeV).

Question 36

La probabilité de la fission spontanée est faible et augmente avec quoi…

et donne un exemple avec l’uranium

Answer 36

elle augmente avec le numéro de
masse.

Par exemple, la demi-vie de la fission spontanée de l’uranium 235 (235U) est de 7.1 x 108 années et celle de 238U est de 4.5 x 109 années.

L’atome d’uranium naturel contient 0.7 % de 235U et 99.3% de 238U.

Question 37

COmment peut on enrichir l’oxygène 18? et l’uranium 235?

Answer 37

18O: Ultradistillation pour l’isotope enrichie

uranium 235: ultracentifugation et enrichir jusqu’à 80%

Question 38

Comment on se protège de neutrons?

Answer 38

On se protège des neutrons avec des murs de béton incorporant du bore.

Le béton contient de l’eau, donc de l’hydrogène qui ralentit efficacement les neutrons.

Le bore incorporé dans le béton contient 20 % de bore-10, très efficace pour capturer
les neutrons.

Question 39

Qu’est ce que Activité Spécifique:

Answer 39

Radioactivité par unité de masse (ou par mole—activité molaire—Am) d’un
radionucléide ou composé marqué.

Question 40

L’Activité Spécifique est inversement proportionnelle à quoi?

Answer 40

La demi-vie

Question 41

L’activité spécifique est favorable lorsqu’elle est élevée dans quelle situation?

Answer 41

Une activité spécifique (activité molaire) élevée est souhaitable lorsque l’on
effectue de l’imagerie moléculaire et/ou que l’on cible des récepteurs.