Noyaux atomiques et radioactivité
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Questions and Answers

Quel est le rôle du nombre Z dans la caractérisation d'un noyau atomique?

  • Il indique le nombre total de nucléons.
  • Il détermine la masse du noyau.
  • Il représente le nombre de protons dans le noyau. (correct)
  • Il indique la photoconductivité des matériaux.

Quelle est la charge d'un neutron?

  • Charge Positive égale à +3.2 * 10^-19 C
  • Charge Négative égale à -1.6 * 10^-19 C
  • Charge Positive égale à +1.6 * 10^-19 C
  • Aucune charge (correct)

Quelle est la taille approximative d'un atome?

  • 10^-10 m (correct)
  • 10^-14 m
  • 10^-8 m
  • 10^-12 m

Quelle est la relation entre les protons et les neutrons dans un noyau stable?

<p>Le nombre de neutrons doit être égal ou supérieur au nombre de protons. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel phénomène se produit lorsque les électrons orbitaux extérieurs comblent les postes vacants laissés par les électrons éjectés?

<p>Emission de rayons X caractéristiques (A)</p> Signup and view all the answers

Qui sont les électrons éjectés dans le processus de conversion interne?

<p>Électrons Auger (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le terme utilisé pour décrire la probabilité qu'un atome radioactif se transforme durant une unité de temps?

<p>La constante radioactive (D)</p> Signup and view all the answers

Comment se définit l'activité d'une source radioactive?

<p>Le nombre d'atomes radioactifs qui se désintègrent par unité de temps (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'unité légale de mesure de l'activité radioactive?

<p>Becquerel (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la demi-vie de l'Iode-131?

<p>8 jours (D)</p> Signup and view all the answers

Quel équation exprime la loi de décroissance radioactive?

<p>dN = -λ × N × dt (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une période radioactive ou demi-vie?

<p>Le temps au bout duquel la moitié d'une population d'atomes s'est désintégrée (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le comportement d'un noyau lors d'une désintégration radioactive?

<p>Il se désintègre de façon aléatoire (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type de transformation ne s'accompagne jamais d'un changement du numéro atomique Z ni du nombre de masse A?

<p>Emission de rayons gamma (C), Désintégration par conversion interne (D)</p> Signup and view all the answers

Quel fait est vrai concernant la conservation des nucléons lors des transformations radioactives?

<p>Le nombre total de nucléons reste constant. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la charge d'une particule alpha émise lors de la désintégration alpha?

<p>+2 (C)</p> Signup and view all the answers

Dans quel type de désintégration radioactivité une particule bêta est-elle émise?

<p>Désintégration par excès de neutrons (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle transformation se produit lorsque le noyau d'un proton émet un positon dans la radioactivité β+?

<p>Le nombre de protons diminue. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle particule est émise lorsqu'un noyau subit une désintégration bêta?

<p>Un électron (A)</p> Signup and view all the answers

Quel phénomène secondaire entraîne l'émission de photons de gamma après une transformation radioactive?

<p>Emission gamma (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type de désintégration concerne l’émission d’un rayonnement gamma?

<p>Émission de photons (C)</p> Signup and view all the answers

Quel effet la capture électronique a-t-elle sur le noyau?

<p>Diminue le nombre de protons. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal facteur qui conduit à la fission nucléaire?

<p>Excès de nucléons. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le symbole du proton?

<p>1¹p (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la charge électrique du neutron?

<p>0 (C)</p> Signup and view all the answers

Quel isotope est un émetteur beta - souvent utilisé pour la datation?

<p>Carbone 14 (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles particules sont impliquées lors de la conversion interne du noyau excité?

<p>Photon et électron. (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise les isotopes?

<p>Ils ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de l'excès de neutrons sur la stabilité nucléaire?

<p>Il rend le noyau instable. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle transformation subit un neutron à l'état libre?

<p>0¹n → 1¹p + 0⁻¹e + √ (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle assertion décrit le mieux la capacité de liaison du noyau?

<p>La masse du noyau est inférieure à la somme des masses de ses constituants (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle condition indique une émission alpha?

<p>Excès des deux types de nucléons. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de nucléide a le même nombre de neutrons?

<p>Isotones (A)</p> Signup and view all the answers

Quel élément est décrit comme ayant une transformation radioactive en libérant un rayonnement?

<p>Uranium (D)</p> Signup and view all the answers

Quelles forces sont impliquées dans la stabilité du noyau?

<p>Forces nucléaire attractives et répulsives (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le résultat d'une réaction de fission nucléaire?

<p>Fragmentation d'un atome lourd en deux atomes plus légers (C)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui n'intervient pas directement dans la cohésion d'un noyau?

<p>Forces de gravitation (D)</p> Signup and view all the answers

Dans quelle situation un noyau est-il considéré comme instable?

<p>Si la proportion de protons et de neutrons est déséquilibrée (A), Si tous les nucléons sont de même type (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de l'énergie de liaison du noyau?

<p>Elle maintient les nucléons ensemble sous forme de noyau (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle définition correspond à la radioactivité?

<p>La transformation d'un atome avec émission de radiations (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la durée de vie approximative d'un neutron libre avant de se transformer?

<p>12 mn (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Qu'est-ce que la matière ?

La matière est tout ce qui a une masse et occupe un volume.

Atome

Un atome est la plus petite unité d'un élément chimique pouvant exister. Il est composé d'un noyau et d'électrons.

Noyau

Le noyau d'un atome est sa partie centrale, contenant des protons et des neutrons. C'est aussi le plus petit organite

Nucléons

Les nucléons sont les particules constituant le noyau de l'atome. Il s'agit de protons et de neutrons.

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Proton

Un proton est une particule subatomique portant une charge électrique positive. Il se trouve dans le noyau de l'atome.

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Neutron

Le neutron est une particule subatomique neutre, présente dans le noyau de l'atome. Il a une masse légèrement supérieure à celle du proton (1.00896 uma).

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Électron

L'électron est une particule subatomique négative qui gravite autour du noyau d'un atome. Il a une masse beaucoup plus petite que les protons et neutrons (0.000548 uma).

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Isotopes

Les isotopes sont des atomes d'un même élément chimique qui ont le même nombre de protons (Z) mais un nombre différent de neutrons (N).

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Isobares

Les isobares sont des atomes qui ont le même nombre de nucléons (A) mais un nombre différent de protons (Z).

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Isotones

Les isotones sont des atomes qui ont le même nombre de neutrons (N) mais un nombre différent de protons (Z).

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Isomères

Les isomères sont des atomes qui ont le même nombre de protons (Z) et de neutrons (N), mais qui sont dans des états d'énergie différents.

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Cohésion du noyau

La cohésion du noyau atomique est due à l'équilibre complexe entre les forces d'attraction (force nucléaire forte) et les forces de répulsion (force électromagnétique).

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Stabilité nucléaire

La stabilité d'un noyau dépend de sa taille, de la proportion de protons et de neutrons, et de son niveau d'énergie.

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Radioactivité

Les noyaux instables subissent des transformations radioactives pour atteindre un état stable en émettant des rayonnements (alpha, bêta, gamma).

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Désintégration β-

La désintégration β- est une transformation radioactive où un neutron se transforme en proton, émettant un électron et un antineutrino.

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Désintégration β+

La désintégration β+ est une transformation radioactive où un proton se transforme en neutron, émettant un positron et un neutrino.

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Énergie de liaison nucléaire

L'énergie de liaison nucléaire est l'énergie nécessaire pour séparer tous les nucléons d'un noyau. Plus l'énergie de liaison est grande, plus le noyau est stable.

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Fission nucléaire

La fission nucléaire est le processus de division d'un noyau atomique lourd en deux noyaux plus légers, libérant une énorme quantité d'énergie.

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Fusion nucléaire

La fusion nucléaire est le processus de fusion de deux noyaux légers pour former un noyau plus lourd, libérant aussi une énorme quantité d'énergie.

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Conservation du nombre de nucléons

Le nombre total de nucléons (protons et neutrons) dans un noyau atomique reste constant lors d'une réaction nucléaire.

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Conservation de la charge électrique

La charge électrique totale d'un système isolé reste constante lors d'une réaction nucléaire.

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Conservation de l'énergie

L'énergie totale d'un système isolé reste constante lors d'une réaction nucléaire.

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Conservation de la quantité de mouvement

La quantité de mouvement totale d'un système isolé reste constante lors d'une réaction nucléaire.

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Radioactivité par excès de nucléons

Les transformations radioactives qui se produisent en raison d'un nombre excessif de nucléons (protons ou neutrons) dans un noyau atomique. Ces transformations sont considérées comme les phénomènes primaires de la radioactivité.

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Emission alpha

Un type de désintégration radioactive où un noyau atomique émet une particule alpha (noyau d'hélium 4) pour se débarrasser de l'excès de protons et de neutrons.

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Emission bêta moins (b-)

Un type de désintégration radioactive où un noyau atomique émet un électron négatif (bêta moins) pour se débarrasser de l'excès de neutrons.

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Emission bêta plus (b+)

Un type de désintégration radioactive où un noyau atomique émet un positron (bêta plus) pour se débarrasser de l'excès de protons.

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Capture électronique (CE)

Un type de désintégration radioactive où un noyau atomique capture un électron de l'atome pour se débarrasser de l'excès de protons.

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Radioactivité par excès d'énergie

Les transformations radioactives qui se produisent en raison d'un excès d'énergie dans un noyau atomique. Ces transformations sont considérées comme les phénomènes secondaires de la radioactivité.

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Emission gamma (γ)

Un type de rayonnement électromagnétique émis par un noyau atomique lorsque celui-ci est dans un état excité et perd de l'énergie pour se stabiliser.

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Conversion interne (CI)

Un processus alternatif de désexcitation d'un noyau atomique excité, où l'énergie libérée est transmise à un électron orbital qui est éjecté de l'atome.

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Emission alpha: atomes lourds

L'émission alpha est un processus plus fréquent pour les atomes lourds, ceux dont le numéro atomique Z est supérieur à 82 (Plomb).

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Désintégration alpha: particules alpha

Le noyau père émet une particule alpha, constituée de 2 protons et 2 neutrons, ce qui correspond à un noyau d'hélium 4.

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Spectre de l'énergie des particules alpha

Le spectre de l'énergie des particules alpha émises est discontinu, composé de raies distinctes représentant les différentes énergies possibles.

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Désintégration bêta moins (b-)

La désintégration bêta moins (b-) est une désintégration radioactive où un neutron se transforme en un proton, en émettant un électron et un antineutrino.

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Émission de rayons X caractéristiques

Un électron orbital est éjecté de l'atome, créant une lacune dans les niveaux d'énergie. Cette lacune est ensuite remplie par un autre électron d'une couche plus externe, ce qui provoque l'émission d'un rayon X caractéristique.

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Conversion interne

Un mode de désintégration nucléaire où le noyau excité se désexcite en émettant un électron orbital plutôt qu'un photon gamma.

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Electron Auger

Un électron éjecté d'un atome suite à la conversion interne. Ces électrons ont une énergie cinétique faible.

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Désintégration radioactive aléatoire

La désintégration radioactive obéit à des probabilités statistiques. Il est impossible de prédire quand un noyau radioactif se désintégrera.

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Loi de décroissance radioactive

La variation du nombre d'atomes radioactifs dans une source radioactive en fonction du temps. Elle est définie par la formule dN = -λ × N × dt.

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Constante radioactive (λ)

La probabilité qu'un noyau radioactif se désintègre pendant une unité de temps. Elle est spécifique à chaque radionucléide et dépend de sa nature et de son niveau d'énergie.

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Activité d'une source radioactive

Le nombre d'atomes radioactifs qui se désintègrent par unité de temps dans une source radioactive. Elle est définie par la formule A = -dN/dt = λ × N.

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Période radioactive (T) ou demi-vie

Le temps nécessaire pour que la moitié d'une population d'atomes radioactifs se désintègre. Elle est caractéristique de chaque radionucléide et s'exprime en secondes, jours ou années.

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Conservation du numéro atomique et du nombre de masse

La désintégration radioactive ne modifie ni le numéro atomique Z, ni le nombre de masse A du noyau.

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Radioactivité et radioprotection

Tous les matériaux sont exposés à des rayonnements ionisants, mais seuls les matériaux radioactifs émettent des rayonnements de façon spontanée. La radioprotection est essentielle pour minimiser les risques liés à l'exposition aux rayonnements.

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Study Notes

Radioactivité

  • La radioactivité est la transformation d'un atome avec émission de rayonnements.
  • Elle résulte de l'instabilité du noyau de certains atomes.
  • Le noyau instable tend à évoluer vers un état stable en émettant spontanément un rayonnement.

Structure de l'atome

  • L'atome est composé d'un noyau central positif et d'électrons négatifs qui l'entourent.
  • Le noyau contient des protons (charge positive) et des neutrons (charge neutre).
  • La masse d'un atome est principalement concentrée dans son noyau.
  • Les électrons orbitent autour du noyau en couches.

Noyau

  • Le noyau est composé de protons et de neutrons, appelés nucléons.
  • Le nombre de masse (A) est le nombre total de nucléons (protons + neutrons).
  • Le numéro atomique (Z) est le nombre de protons.
  • Les isotopes ont le même nombre de protons, mais différent nombre de neutrons.
  • Les isobares ont le même nombre de masse (A), mais différent nombre de protons (Z).
  • Les isotones ont le même nombre de neutrons (N), mais différent nombre de protons (Z).
  • La cohésion du noyau est maintenue par des forces nucléaires.
  • La stabilité du noyau dépend de la taille du noyau, de la proportion de protons et de neutrons et du niveau d'énergie du noyau.
  • L'instabilité du noyau conduit à la radioactivité.
  • L'énergie de liaison est inférieure à la somme des énergies des nucléons.

Lois de conservation

  • Conservation du nombre de nucléons:
  • Le nombre total de nucléons est constant durant le processus.
  • Conservation de la charge électrique:
  • La somme des charges électriques est conservée durant le processus.
  • Conservation de l'énergie:
  • L'énergie est conservée durant le processus.
  • Conservation de la quantité de mouvement:
  • La quantité de mouvement est conservée durant le processus.
  • Les atomes filles partent dans la même direction mais en sens opposés.

Types de radioactivité

  • Émission alpha (α): Emission d'un noyau d'hélium (2 protons et 2 neutrons).
  • Émission bêta⁻ (β⁻): Emission d'un électron et d'un antineutrino, lors d'une transformation d'un neutron en proton.
  • Émission bêta⁺ (β⁺): Emission d'un positron et d'un neutrino, lors d'une transformation d'un proton en neutron..
  • Capture électronique (CE): Un électron orbital est capturé par le noyau et se combine avec un proton pour former un neutron.
  • Émission gamma (γ): Emission d'un photon (rayonnement électromagnétique) pour passer à un niveau d'énergie plus bas dans le noyau.

Énergie de liaison du noyau

  • L'énergie de liaison est l'énergie requise pour dissocier un noyau atomique en ses nucléons individuels.
  • Elle correspond à la masse manquante du noyau.
  • L'énergie de liaison est importante car elle assure la stabilité du noyau.
  • La bombe atomique est basée sur la libération d'énergie de liaison.
  • La fusion nucléaire consiste à combiner des noyaux légers pour former un noyau plus lourd.
  • La fission nucléaire consiste à diviser un noyau lourd en deux noyaux plus légers.

Période radioactive (Demi-vie)

  • La période radioactive (demi-vie) est le temps nécessaire pour que la moitié d'une quantité d'un isotope radioactif se désintègre.

Activité d'une source radioactive

  • L'activité est le nombre de noyaux qui se désintègrent par unité de temps.
  • L'unité de mesure de l'activité est le Becquerel (Bq), qui représente une désintégration par seconde.

Conclusion

  • Tous les éléments ne sont pas radioactifs en même temps.
  • La radioprotection est importante pour maîtriser la radioactivité et ses effets.

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Description

Testez vos connaissances sur la structure des noyaux atomiques et la radioactivité. Ce quiz aborde des concepts clés tels que le rôle des protons et des neutrons, la charge des neutrons et les phénomènes de conversion interne. Préparez-vous à répondre à des questions fondamentales sur l'atome et ses propriétés.

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