Physique-Chimie · term

Physique nucléaire

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — Le noyau atomique : constitution et stabilité

L'énergie de liaison E_l = Δm·c² explique la stabilité des noyaux.

Chapitre 2 — La radioactivité : types et décroissance

La loi de décroissance radioactive est N(t) = N₀·e^{-λt}.

Chapitre 3 — Réactions nucléaires provoquées

Fission et fusion libèrent de l'énergie car les produits sont plus stables (E_l/A plus grande).

Chapitre 4 — Applications de la physique nucléaire

La radioactivité est un outil puissant pour produire de l'énergie, soigner et dater.

Teste-toi

1. Deux noyaux sont isotopes s'ils possèdent :

AA. Même Z, N différents
BB. Même N, Z différents
CC. Même A, Z différents
DD. Même Z, même N
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Réponse : A — A. Même Z, N différents

Les isotopes ont le même nombre de protons Z mais un nombre de neutrons N différent, donc des nombres de masse A différents.

2. L'énergie de liaison par nucléon est maximale pour :

AA. L'hydrogène
BB. L'uranium
CC. Le fer
DD. L'hélium
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Réponse : C — C. Le fer

La courbe d'Aston montre un maximum de l'énergie de liaison par nucléon autour du fer 56, ce qui en fait le noyau le plus stable.

3. Lors d'une désintégration β⁻, le noyau émet :

AA. Un électron et un antineutrino
BB. Un positon et un neutrino
CC. Un noyau d'hélium
DD. Un photon
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Réponse : A — A. Un électron et un antineutrino

La radioactivité β⁻ correspond à la transformation d'un neutron en proton avec émission d'un électron et d'un antineutrino.

4. Un échantillon radioactif a une demi-vie de 10 jours. Après 30 jours, la fraction de noyaux restants est :

AA. 1/2
BB. 1/4
CC. 1/8
DD. 1/16
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Réponse : C — C. 1/8

30 jours = 3 demi-vies. Après 1 demi-vie : 1/2, après 2 : 1/4, après 3 : 1/8.

5. Dans le Soleil, l'énergie est produite par :

AA. Fission de l'uranium
BB. Fusion de l'hydrogène en hélium
CC. Désintégration β
DD. Combustion chimique
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Réponse : B — B. Fusion de l'hydrogène en hélium

Le Soleil tire son énergie de réactions de fusion nucléaire transformant l'hydrogène en hélium dans son cœur.

6. L'unité d'activité radioactive dans le Système International est :

AA. Le gray (Gy)
BB. Le sievert (Sv)
CC. Le becquerel (Bq)
DD. Le curie (Ci)
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Réponse : C — C. Le becquerel (Bq)

L'activité se mesure en becquerels (Bq) : 1 Bq correspond à une désintégration par seconde.

7. Dans la relation E = m·c², la grandeur c représente :

AA. La célérité de la lumière dans le vide
BB. La charge élémentaire
CC. La constante de Planck
DD. La vitesse du son
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Réponse : A — A. La célérité de la lumière dans le vide

c = 3,00×10⁸ m·s⁻¹ est la vitesse de la lumière dans le vide, utilisée pour convertir la masse en énergie.

8. Dans un réacteur nucléaire, la fission en chaîne est entretenue par :

AA. Des protons accélérés
BB. Des neutrons émis lors des fissions
CC. Des rayons gamma
DD. Des particules alpha
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Réponse : B — B. Des neutrons émis lors des fissions

Les neutrons libérés par une fission peuvent provoquer de nouvelles fissions, entretenant la réaction en chaîne.

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