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PASS > UEScF Radioactivité > Flashcards

UEScF Radioactivité Flashcards

1
Q

Définition des rayonnements ?

A

-mode de transport de l’É
-propagation en ligne droite
-É transportée très variable

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Q

Quels sont les rayonnements non ionisants ?

A

-Échographie: ultrasons
-IRM: ondes magnétiques

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3
Q

Quels sont les rayonnements ionisants ?

A

-Radiographie standard et scanner: rayons X
-Médecine nucléaire (scintigraphies): rayons gamma et émissions bêta+
-Radiothérapie externe
-Curiethérapie
-Radiothérapie métabolique

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4
Q

Classification des rayonnements en fonction de quoi ?

A

-Énergie transportée
-Leur nature
-Particules chargées ou neutres
-Masse variable

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5
Q

Nature des rayonnements en fonction de ?

A

-Particulaires/électromagnétiques
-Ionisants (RI)/non ionisants (RNI)
-Directement ionisants/indirectement ionisants

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6
Q

C’est quoi des rayonnements électromagnétiques ?

A

-Ce sont des rayonnements sans masse et sans charge
-Englobent un ensemble de rayonnements: de nature physique identique; d’É diff.; de longueur d’onde diff.; de fréquence diff.

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7
Q

Quels sont les deux modèles de descriptions des rayonnements électromagnétiques ?

A

-Modèle «ondulatoire» (ondes électromagnétiques)
-Modèle «corpusculaire» ou «quantique» (flux de photons)

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8
Q

Le modèle ondulatoire, c’est quoi ?

A

Décrit par Maxwell. Onde électromagnétique = association d’un champ électrique sinusoïdal E et d’un champ magnétique B de même période et perpendiculaires.
E et B = même plan

Dans le vide —> propagation rectiligne + vitesse cste.
Dans milieu matériel —> vitesse de propagation + faible que dans le vide. c/v toujours > 1

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9
Q

Quelles sont les principales caractéristiques d’une onde électromagnétique ? (formules)

A

-Fréquence: f = 1/T
-Période: T = 1/f
-Longueur d’onde: lambda = cT = c/f
-Intensité énergétique: I(u) = dPhi/dOméga

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10
Q

Que permet d’expliquer l’aspect ondulatoire des rayonnements électromagnétiques ?

A

-Les lois fondamentales de l’optique géométrique
-Les propriétés interférentielles de ces rayonnements
-leurs propriétés liées à la polarisation

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11
Q

Qu’est-ce que le modèle corpusculaire ?

A

Crée par Einstein. La lumière = flux de paquets d’É —> photons

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12
Q

Qu’est-ce qu’un photon ?

A

Un corpuscule sans masse

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13
Q

Comment se propagent les photons dans le vide ?

A

-En ligne droite
-Avec la même célérité que l’onde électromagnétique associée

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14
Q

Que représente cette formule ?: E = hv (nu)

A

Elle montre que chaque photon transporte une qtté d’É élémentaire E (quantum) proportionnelle à la fréquence de nu
E en Joules
h —> Constante de Planck (= 6,62x10^-34)
nu en Hertz

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15
Q

Comment convertir des J en eV ?

A

En divisant le résultat en J par la charge d’un électron (1,6x10^-19)

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16
Q

Quelles sont les énergies d’ionisation des atomes suivants, C; H; O; N ?

A

C = 11,24
H= 13,54
O=13,57
N= 14,24

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17
Q

Quelle est l’énergie d’ionisation de l’eau ?

A

13,6 eV

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18
Q

Quelle est la valeur de la frontière RI/RNI et où se situe-t-elle ?

A

13,6 eV et elle se situe dans les ultra-violets

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19
Q

Quelles sont les 2 catégories de rayonnements ionisants ?

A

-Les rayonnements directement ionisants
-Les rayonnements indirectement ionisants

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20
Q

Qu’est-ce qu’un rayonnement directement ionisant ?

A

Constitué de particules chargées délivrant directement leur énergie à la matière (e-, positons + particules chargées lourdes)

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21
Q

Qu’est-ce qu’un rayonnement indirectement ionisant ?

A

Électriquement neutre. Susceptible de transférer son É à des particules chargées qui vont ioniser le milieu (rayonnements électromagnétiques + neutrons)

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22
Q

Que signifie le mot atome en grec ?

A

Indivisible

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23
Q

Que signifie la formule e = mc^2 ?

A

Introduit une équivalence entre matière et énergie

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24
Q

Quelle est la structure d’un atome ?

A

Noyau composé de nucléons (= protons (+) + neutrons (neutres)).
Électrons gravitent autour du noyau
Protons et neutrons constitués de gluons + quarks up/down

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25
Q

Quelles sont les charges des quarks ?

A

Quark up = +2/3
Quark down = -1/3

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26
Q

Combien de quarks dans un proton ?

A

2 quarks up + 1 quark down = +1

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27
Q

Combien de quarks dans un neutron ?

A

2 quarks down + 1 quark up = 0

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28
Q

De quelles interactions fondamentales sont responsables les particules élémentaires ?

A

-Photon = vecteur des interactions électromagnétiques
-Gluon = interactions fortes
-Bosons = interactions faibles

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29
Q

Quelle est la structure d’un atome ? (les lettres)

A

X = identité chimique de l’élément
A = nombre total de nucléons = nombre de masse
Z = numéro atomique = nombre de charge = nombre de protons = nombre d’électrons
N= A-Z = nombre de neutrons

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30
Q

Quelles sont les valeurs que peut prendre Z ?

A

Naturellement toutes les valeurs entre 1 et 92 sauf 43 (téchnétium) et 61 (prothéum)
Entre 93 et 111 = éléments créés artificiellement

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31
Q

Qu’est-ce qu’un isotope ?

A

Même Z. A et N différents

32
Q

Qu’est-ce qu’un isobare ?

A

Même A. Z et N différents

33
Q

Qu’est-ce qu’un isotone ?

A

Même N. A et Z différents

34
Q

Qu’est-ce qu’un isomère ?

A

Même noyau mais niveau énergétique quantifié différent

35
Q

Quelles sont les dimensions du noyau ?

A

-Sphérique
-R = R0 x A^1/3 (R0 = 1,2 à 1,5 fm)
-V = 4/3 x pi x R^3 = 4/3 x pi x R0^3 x A
-Volume proportionnel au nombre de nucléons

36
Q

1 uma = ?

A

1/12 x masse Carbone 12

37
Q

Charge d’un neutron ?

A

0C

38
Q

Charge d’un proton ?

A

1,6x10^-19C

39
Q

Charge et masse d’un électron ?

A

-1,6x10^-19C et 0,511 MeV/c^2

40
Q

Retrouver le mot manquant:
«La masse d’un noyau constitué de Z protons et N neutrons est toujours …….. à la somme des masses des Z protons et N neutrons.»

A

Inférieure

41
Q

Quelle est la formule du défaut de masse ?

A

Delta m = M(A,Z) - Zmp - (A-Z)mn
Avec M masse du noyau

42
Q

Quelle est l’énergie totale B ?

A

B = delta m x C^2

43
Q

Quelle est l’énergie moyenne par nucléons B/A ?

A

B/A = delta m x C^2/A

44
Q

Quelle est la formule de la masse de l’atome ?

A

m(cursive) = M(masse du noyau) + Zme-

45
Q

Qu’est-ce que l’interaction gravitationnelle ?

A

-Caractérise l’attraction entre 2 masses
-S’exprime par la loi de Newton
-Force proportionnelle aux 2 masses
-Force inversement proportionnelle au carré de la distance de leur centre de gravité

=> INTERACTION LA + FAIBLE

46
Q

Qu’est-ce que l’interaction électromagnétique ?

A

-Cause de tous les phénomènes électriques, des réactions chimiques, des forces de contact
-S’exprime par la loi de Coulomb
-Force proportionnelle aux 2 charges
-Force inversement proportionnelle au carré de la distance entre les 2 charges ponctuelles

=> FORCE D’ATTRACTION (charges opposées) ou DE RÉPULSION (charges égales)

47
Q

Par quoi s’explique la cohésion du noyau ?

A

-Interaction gravitationnelle
-Interaction électromagnétique

48
Q

Qu’est-ce que l’interaction nucléaire forte ?

A

-Énergie d’attraction entre nucléons
-Indépendante de la charge électrique

=> Correspond à l’échange de particules entre protons et neutrons
S’applique uniquement aux quarks

49
Q

Qu’est-ce que l’interaction nucléaire faible ?

A

-Mal connue
-Responsable de certains phénomènes de la radioactivité (bêta-)
-Portée extrêmement faible

=> Correspond à l’échange de particules (=bosons) entre protons et neutrons
S’applique à toutes les particules de matière

50
Q

Quelles sont les différentes interactions nucléaires, leur portée et leur intensité ?

A

Interactions:
-Gravitationnelle, portée infinie, intensité = 10^-40 nucl. forte
-Électromagnétique, portée infinie, intensité = 10^-4 nucl. forte
-Nucléaire forte, portée = 10^-15 m (r noyau), intensité = 1
-Nucléaire faible, portée < 10^-18 m, intensité = 10^-7 nucl. forte

51
Q

Qu’est-ce que la zone de stabilité ?

A

Zone limitée où les noyaux sont stables. Les noyaux qui s’écartent de cette zone vont se transformer spontanément au cours du temps selon différents types de transformations radioactives

52
Q

Lors d’une transformation radioactive, il y a:

A

-Conservation de la charge électrique (Z1 = Z2 + Z3)
-Conservation du nombre de nucléons (A1 = A2 + A3)
-Conservation de l’énergie
-Principe d’équivalence masse-énergie (E=mc2)
-Conservation de l’impulsion et des mouvements

53
Q

Citer 2 modes de transformations spontanées

A

-Transformations isobariques = sans changement nombre de masse A
-Transformations par partition = partition en 2 noyaux

54
Q

Citer des exemples de transformations isobariques

A

-Désintégration bêta-
-Désintégration bêta+
-Capture électronique (CE)

55
Q

Citer des exemples de transformations par partition

A

-Désintégration alpha
-Fission spontanée

56
Q

Qu’est-ce qu’une transformation isobarique bêta- ?

A

Désintégration dans laquelle le noyau émet une particule bêta- (électron) et un antineutrino

Quand noyau trop riche en neutrons

57
Q

Quelle est la condition pour qu’une transformation bêta- soit possible ?

A

Elle doit libérer de l’énergie : M(A,Z) > M(A,Z+1) + mbêta-

58
Q

Comment appelle-t-on une réaction qui libère de l’énergie ?

A

Une réaction EXOÉNERGÉTIQUE

59
Q

Quelle est la formule de l’énergie bêta- max ?

A

Ebêta-max = (M(A,Z) - M(A,Z+1) - mbêta-)c^2

60
Q

Spectre d’émission de bêta-

A

L’É cinétique peut prendre toutes les valeurs comprises entre 0 et Ebêtamax-

61
Q

Comment calculer l’É bêta- moyenne ?

A

En divisant par 3 l’É bêta- max

62
Q

Qu’est-ce qu’une transformation isobarique bêta+ ?

A

Désintégration dans laquelle le noyau émet une particule bêta+ (positon) et un neutrino

63
Q

Dans quelles conditions se produit une transformation bêta+ ?

A

Quand le noyau est trop riche en protons

64
Q

Quelle est la condition pour que la réaction bêta+ soit possible ?

A

-Elle doit libérer de l’énergie: M(A,Z) > M(A,Z+1) + mbêta+
-Delta m(cursive) des deux isobares >= 2me- x c^2 = 1,022 MeV

65
Q

Quelle est la formule de l’É bêta+ max ?

A

(M(A,Z) - M(A,Z-1) - mbêta+)c^2

66
Q

Spectre d’émission bêta+

A

L’É cinétique de bêta+ peut prendre n’importe quelle valeur comprise entre 0 et Ebêta+max

67
Q

Comment trouver l’É bêta+ moyenne ?

A

En divisant l’É bêta+ max par 3

68
Q

Qu’est-ce que la capture électronique ?

A

Transformation au cours de laquelle le noyau (A,Z) capture un électron du cortège électronique de l’atome et se transforme en noyau (A, Z-1) avec émission d’un neutrino
Réaction en compétition avec la bêta+

69
Q

Quand est-ce que la CE se produit ?

A

Quand le noyau est trop riche en protons

70
Q

Quelle est la condition pour que la transformation CE se réalise ?

A

Elle doit libérer de l’É
M(A,Z) + me- - (E)/c^2 > M(A,Z-1) et si (m cursive (A,Z) - m cursive (A,Z-1)) x c^2 > E

71
Q

Quel électron est capturé en premier lors d’une CE ?

A

Un de la couche K, puis L

72
Q

Que se passe-t-il après la CE ?

A

-L’atome fils présente une vacance électronique
-Il se trouve dans un état excité

73
Q

Qu’est-ce que l’émission d’un rayonnement X de fluorescence ?

A

Processus radiatif de formule Ex = h x nu = Ek - El

74
Q

Qu’est-ce que l’émission d’électrons d’Auger ?

A

Processus non radiatif de formule Ee- Auger = (Ek - El) - Em

75
Q

Qu’est-ce qu’une transformation par partition alpha ?

A

Se rencontre dans le cas d’atomes radioactifs lourds avec Z>82

76
Q

Quelle est la condition pour réaliser une désintégration alpha ?

A

L’émission doit libérer de l’énergie
M(A,Z) > (M(A-4,Z-2) + M(4,2))

77
Q

Quelle est la formule de l’énergie de la réaction alpha ?

A

Q = (m cursive (A,Z) - m cursive (A-4,Z-2) - m cursive (4,2)) x c^2

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