Radioactivité

Question 1

Le noyau de l’atome de lithium représenté par la notation est constitué de : A : 3 électrons, 3 protons et 4 neutrons B : 3 protons et 4 neutrons C : 10 nucléons

Answer 1

B

Question 2

Deux noyaux isotopes sont représentés : A : Par des symboles différents B : Par le même symbole avec A identiques et Z différents C : Par le même symbole avec Z identiques et A différents

Answer 2

B

Question 3

Le diagramme (N, Z) donne la répartition des noyaux de plus grande stabilité. Dans ce diagramme, Z représente le nombre de protons et N le nombre de neutrons. Pour les noyaux légers, les isotopes stables se trouvent : A : Proches de la droite d’équation N = Z B : Au-dessus de la droite N = Z C : Au-dessous de la droite N = Z

Answer 3

A

Question 4

Les noyaux trop riches en neutrons émettent une radioactivité : A : α B : β+ C : β–

Answer 4

C

Question 5

Un noyau radioactif α émet : A : Des noyaux d’hélium B : Des positons C : Des électrons

Answer 5

A

Question 6

Si N0 représente le nombre de noyaux radioactifs à la date t = 0 s et λ la constante radioactive caractéristique du noyau étudié, le nombre N de noyaux radioactifs restant à la date est : A : 2No B : No/2 C : - 2No

Answer 6

B

Question 7

L’énergie de liaison du noyau d’hélium est de : A : 7,0 MeV B : 14 MeV C : 28 MeV

Answer 7

A

Question 8

Un noyau est d’autant plus stable que son énergie de liaison : A : Est faible B : Est élevée C : Est proche de zéro

Answer 8

B

Question 9

L’atome :
A) L’énergie de l’atome est quantifiée.
B) La structure énergétique de l’atome s’explique dans le cadre de la mécanique de Newton.
… dans le cadre de la mécanique quantique.
C) Un spectre de raies est la signature de la température d’un gaz.
… est la signature d’un élément chimique.
D) Les quantités d’énergie échangées sont de l’ordre de l’eV pour le noyau et du MeV pour l’atome.
… eV pour l’atome et MeV pour le noyau.
E) Aucune des propositions ci-dessus.

Answer 9

A

Question 10

Un électron-volt représente une énergie de :
A) 3,2 10-21 J

B) 3,2 10-19 kJ

C) 1,6 10-19 J
D) 1,6 10-19 kJ

E) Aucune des propositions ci-dessus

Answer 10

C

Question 11

Un photon absorbé par un atome de lithium a une énergie de 2,71 eV. On donne h = 6,62 10-34 J s. La fréquence v de l’onde est :
A) 4,1 1013 Hz.
B) 1,3 1014 Hz.

C) 6,5 1014 Hz.
D) 2,8 1015 Hz.

E) Aucune des propositions ci-dessus.

E = h v ; v = E / h avec E = 2,71 *1,6 10^-19 =4,34 10^-19 J.
v =4,34 10^-19 / 6,62 10-34= 6,5 1014 Hz.

Answer 11

C

Question 12

Transformations nucléaires :
Au cours d’une désintégraion radioactive, le césium se transforme en baryum selon l’équation :
13555Cs —> AZBa + 0-1e.
A) Il s’agit d’une radioactivité de type ß-
B) 13555Cs —> 13554Ba + 0-1e.
Conservation de la charge 55 = Z-1 ; Z = 56.
C) 13555Cs —> 13556Ba + 0-1e.
D) Il y a transformation d’un neutron en électron.
E) Aucune des propositions ci-dessus.

Answer 12

AC

Question 13

Le technétium 99 ( A=99 ; Z = 43 ) est un émetteur d’un rayonnement gamma utilisé en imagerie médicale dans une tomographie. Sa demi-ie est de 6 heures. On prépare une dose de 150 Bq à t = 0.
Les lois littérales de décroissance de l’activité A(t) de cet échantillon et du nombre moyen de noyaux radioactifs N(t) sont :
A) A(t) = A0 exp(-lt).
B) A = A0 l.
C) N(t) = N0 exp(-lt).
D) A = l N0
E) Aucune des propositions ci-dessus

La constante radioactive l du technétium est de ( s^-1) :
A) 0,11
B) 1,6 10-2. ( faux ).

C) 3,2 10-5.

D) 9,99 10-4.
E) Aucune des propositions ci-dessus

Answer 13

AC

C

Question 14

Le nombre moyen N0 de noyaux à t = 0 dans la dose utilisée est :
A) 5,42 102
B) 1,18 103.

C) 1,30 105.

D) 4,68 106

E) Aucune des propositions ci-dessus

La radioactivité de l’échantillon au bout de 7 jours est de :
A) 230 Bq
B ) 130 Bq

C ) 80 Bq

D ) 0 Bq
E) aucune des propositions ci-dessus.

Answer 14

DE

Question 15

Quelle est la nature de ces transformations nucléaires ?
A) ²³⁵₉₂U —>²³¹₉₀U + ⁴²He : radioactivité ß+
B) ²³⁵₉₂U +¹₀n —>⁹³₃₇Rb + ¹⁴⁰₅₅Cs +3 ¹₀n : fission
C) ¹⁵¹₇₀Yb —>¹⁵⁹₆₉Tm + ⁰₁e : radioactivité ß+
D) ⁸²₃₅Br —>⁸²₃₆S + ⁰_-1e : radioactivité ß-.
E) aucune des propositions ci-dessus.

Answer 15

BCD

Question 16

On se propose d’estimer la date de la mort du pharaon Sfereno par la méthode du 146C. On a mesuré qu’en moyenne, pour des conditions normales, 1 g de carbone dans l’air présente une activité de 250 mBq due à l’isotope du carbone 14. La demi-vie de cet isotope est 5600 ans, ce qui correspond à une constante radioactive l = 1,24 10-4 an-1. Après calcination d’un fragment des planches de bois soutenant le sarcophage, une quantité de 5 g de carbone a étét obtenue. Une activité en 146C a fourni 687,5 mBq.
A) Le carbone 14 est en permanence régénéré dans la haute atmosphère comme produit de réactions nucléaires.
B) Le carbone organique des êtres vivants est issu de carbone atmosphérique.
C) La proportion d’isotope 146C dans les êtres vivants est deux fois supérieure à celle de l’atmosphère.
D) La méthode de datation par le carbone 14 suppose que la proportion de cet isotope était plus importante dans le passé.
E) Aucune proposition exacte.

Answer 16

A

Question 17

A quelle date approximative est mort le pharaon en supposant que l’abattage des arbres ayant fourni les planches de bois datées est voisine en temps de la mort du pharaon ?
A) 2950 ans.
B) 4820 ans

C) 8160 ans.

D) 10410 ans.
E) Aucune proposition exacte.

Answer 17

B

Question 18

On estime qu’une activité mesurée inférieure à 300 désintégrations par heure pour 1 g de carbone 14 ne serait pas suffisamment fiable. Pourrait-on utiliser cette méthode dans :
A) 200 ans.

B) 1000 ans.

C) 5000 ans.

D) 10000 ans.
E) Aucune proposition exacte.

Answer 18

ABCD

Question 19

Activité d’une substance radioactive.
Une substance radioactive contient de l’iode 131 de demi-vie T = 8 j et du césium 137 de demi-vie T’ = 30 ans. A la date t=0 la part de l’activité de l’iode 131 est 200 kBq et celle due au césium de 50 kBq.
Quelle sera l’activité ( kBq) de cette substance dans 30 jours ?

10 ; 50 ; 65 ; 80 ; autre.

Quelle sera l’activité ( kBq) de cette substance dans 60 ans ? 0 ; 1250 ; 10 ; 12,5 ; autre.

Answer 19

L’activité du césium est quasiment inchangée ( 30 jours est très inférieure à 30 ans ).
L’activité de l’iode 131 est de l’ordre de : 30 / 8 = 3,75 ; A / A0 = 2 -t/T = 2-3,75 ~ 0,074 ; A ~ 15 kBq
15 +50 = 65 kBq.

60 ans = 2 T’. L’activité du césium est divisée par 22 = 4 soit 50 / 4 = 12,5 kBq.
L’activité de l’iode 131est nulle. ( 60 ans est très supérieure à 8 jours ).

Question 20

Le sodium 2411Na est émetteur ß-, de demi-vie T = 15 h. Pour que le débit de l’émission initiale soit équivalent à un courant électrique de 0,10 mA, la masse initiale de sodium doit être égale à :
2,3 mg ; 1,9 10-3 g ; 3,0 g ; 0,003 g ; autre.

Answer 20

” débit initial” : nombre d’électrons, noté n, émis initialement en une seconde , ou nombre de désintégrations par seconde ou activité A ( Bq).
i = q / t avec t = 1 s ; q = n e = 1,6 10-19 n, d’où n = 10-4 / (1,6 10-19) =6,25 1014.
Constante radioactive l = ln2 / T = 0,693 / (15+3600) =1,283 10-5 s-1.
A = l N ; N = A / l = 6,25 1014 / 1,283 10-5 =4,87 1019 atomes de sodium 24 initiaux.
4,87 1019 / 6,02 1023 ~8,1 10-5 mol.
Masse de sodium 24 : 8,1 10-5 M(Na) =8,1 10-5 *24 ~1,9 10-3 g.

Question 21

Les traceurs utilisés en médecine nucléaire répondent aux critères suivants :
A. demi-vie longue

B. effets somatiques
C. énergies élevées
D. combinés à un vecteur
E. doses absorbées par les patients de l’ordre du kGy.

Answer 21

D

C. faux ( 100 keV assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée commodément ).

Question 22

Un noyau de carbone ¹⁴₆C contient :

A. 6 protons.
B. 6 neutrons.
C. 8 protons.
D. 8 neutrons.
E. 8 électrons.

Answer 22

AC

Question 23

Un noyau d’azote ¹⁴₇N contient :
A. 14 protons et 7 neutrons, donc 7 nucléons.
B. 14 neutrons et 7 protons, donc 7 nucléons.
C. 7 protons et 7 neutrons, donc 7 nucléons.
D. 7 protons, 7 neutrons et 14 nucléons.
E. 7 protons et 7 neutrons, donc 14 nucléons.

Answer 23

E

Question 24

En radioactivité, gamma désigne :
A. Un neutron
B. Un électron
C. Un positron
D. Un rayonnement de très courte longueur d’onde (<1E-14 m)
E. Un rayonnement de très grande longueur d’onde (>1E14 m)

Answer 24

D

Question 25

Lors d’une réaction nucléaire, quelles sont les grandeurs qui sont conservées (lois de conservation) :
A. Le nombre total de protons.
B. La charge électrique totale.
C. Le nombre total de neutrons.
D. Le nombre total d’électrons.
E. Le nombre total de nucléons.

Answer 25

BE

Question 26

Choisir la ou les proposition(s) correcte(s) :
A. Les particules bêta- sont plus ionisantes que les particules alpha
B. Les particules alpha sont plus ionisantes que les particules bêta+
C. Les rayonnements gamma sont plus ionisants que les particules alpha
D. Les particules bêta- sont plus ionisantes que les rayonnements gamma

Answer 26

BD

Question 27

L’activité d’un échantillon radioactif :
A. C’est la masse des noyaux radioactif que contient un échantillon.
B. C’est le nombre moyen de désintégrations par unité de temps que subissent les noyaux radioactifs d’un échantillon.
C. Dépend du nombre de noyaux radioactifs que contient l’échantillon.
D. Décroît au cours du temps.
E. Ne varie pas au cours du temps : C’est une caractéristique du type de noyau radioactif que contient l’échantillon.

Answer 27

BCD

Question 28

Quelle(s) est(sont) la(les) unité(s) correcte(s) pour décrire l’activité :
A. Désintégrations par an.
B. Désintégrations par jour.
C. Désintégrations par seconde.
D. Désintégrations par milliseconde.
E. Becquerel

Answer 28

ABCDE

Question 29

La radioactivité α:
A est due à l’instabilité du noyau d’hélium;
B produit des particules dont le spectre d’énergie est continu;
C produit des particules qui pénètrent profondément dans la matière;
D est caractéristique des noyaux légers;
E est caractéristique des noyaux lourds.

Answer 29

E

Question 30

La radioactivité β+ :
A est une transformation isomérique;
B est due à l’instabilité des noyaux pourvus d’un excès de protons;
C équivaut à la capture d’un photon par le noyau;
D est due à la transformation d’un neutron en proton;
E s’accompagne d’une augmentation du numéro atomique.

Answer 30

B

Question 31

Quelle est l’énergie de liaison moyenne par nucléon de ²³⁵₉₂U sachant que sa masse atomique est de 235,043918 u.m.a., que la masse du proton est de 935,256 MeV et celle du neutron de 939,550 MeV :
A 5.4 MeV/nucléon
B 7.4 MeV/nucléon
C 9.4 MeV/nucléon
D 9400 J/nucléon
E 1736.5 MeV/nucléon

Answer 31

B

Question 32

Sachant que la fission d’un noyau de ²³⁵₉₂U libère 163 MeV, calculer l’énergie libérée par un gramme d’uranium :
A 67.109 J

B 42.1030 J

C 14 895 MeV

D 1,57.10-13 J

E 1.11.1012 J

Answer 32

A

Question 33

Quelle est l’énergie libérée au cours d’une réaction d’annihilation d’un positon avec un électron (m_e = 9,1.10^-31 kg)
A. 931,5 MeV

B. 1,66.10^-24 u

C. 15 10^-11 J

D. 1,64.10^-13 J

E. réaction impossible

Answer 33

D

Question 34

On peut rejeter dans la nature avec les ordures courantes une fiole de ¹³¹₅₃I à condition que
son activité soit inférieure à 1 Bq. Au bout de combien de périodes pourra-t-on jeter un récipient contenant 1 kBq à un instant t = 0? (T_iode = 8 jours)
A 16 périodes

B 10 périodes

C 24 périodes

D 30 périodes

E 1.3 période

Answer 34

B

Question 35

Sélectionner les propositions correctes:
A Le Transfert Linéaire d’Energie d’une particule est proportionnel à la densité du milieu absorbant
B L’absorption d’un neutron par un noyau est plus probable pour les neutrons lents.
C A énergie égale, le parcours moyen des neutrons est plus faible que celui des protons
D L’énergie cédée par les particules chargées et lourdes lors de la traversée d’un milieu est décroissante.
E Le rayonnement externe d’une particule α est peu dangereux.

Answer 35

ABE