UE3A: Physique Biophysique

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1 A rendre le jeudi 1 er Septembre 2016 lors de la réunion de rentrée Juillet 2016 UE3A: Physique Biophysique Calculatrice autorisée Vérifier que le cahier comporte 30 QCM. Consignes pour le remplissage de la feuille de réponse QCM La feuille de réponse aux QCM se présente ainsi : 1 La grille de réponse doit être remplie au stylo feutre à encre noire! Une fiche optique remplie avec un stylo autre que noir entraîne la note de 0. Une réponse juste doit être remplie de la façon suivante : Une réponse fausse ne doit pas être remplie : Une réponse remplie de la façon suivante sera considérée comme fausse : / Si la bonne réponse au QCM 1 est la réponse B, vous cochez : Si vous vous rendez compte, que la bonne réponse est la D, alors vous devez cocher la case de correction et la bonne réponse : 1 Case de correction : 1 Si la case de correction n est pas cochée, la réponse sera considérée comme fausse, même si la réponse corrigée est bonne! Surtout ne pas utiliser de correcteur (type Blanco)! Chaque QCM comporte une ou plusieurs réponses exactes. 1

2 QCM 1 : L isotope stable du Cobalt Co : A. Possède 32 neutrons. B. Possède 27 neutrons. C. A un nombre de masse égal à 59. D. Possède 86 nucléons. E. Possède 27 protons. QCM 2 : A partir de l écriture suivante I on peut déduire que : A. Le nombre de nucléons est de 131. B. La masse d une mole d atome est 131 uma. C. La masse réelle d un atome est 131 uma. D. Il y a 53 électrons dans cet ion. E. Il y a 131 neutrons dans ce noyau. QCM 3 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Une désintégration radioactive est spontanée. B. Une désintégration radioactive est une réaction nucléaire. C. Lors d une réaction nucléaire spontanée, un noyau père se désintègre. D. Lors d une réaction nucléaire spontanée, un noyau fils se désintègre. E. Lors d une réaction nucléaire spontanée, un rayonnement électromagnétique est émis. QCM 4 : Lors d une réaction de fusion : A. Deux noyaux légers forment un noyau plus lourd. B. Un noyau lourd donne deux noyaux légers. C. De l énergie est libérée. D. Deux noyaux lourds forment un noyau plus lourd. E. De l énergie est absorbée. QCM 5 : Lors d une réaction de fission : A. Deux noyaux légers forment un noyau plus lourd. B. Un noyau lourd donne deux noyaux légers. C. De l énergie est libérée. D. Deux noyaux lourds forment un noyau plus lourd. E. De l énergie est absorbée. QCM 6 : Les transformations nucléaires obéissent aux lois suivantes : A. Conservation de la masse B. Conservation du nombre de charge. C. Conservation du nombre de protons. D. Conservation du nombre de neutrons. E. Conservation du nombre de masse. QCM 7 : Lors d une réaction nucléaire : A. La masse des produits est égale à la masse des réactifs. B. La masse des réactifs est plus petite que la masse des produits. C. La masse des réactifs est plus grande que la masse des produits. D. La masse des produits est plus petite que la masse des réactifs. E. La masse des produits est plus grande que la masse des réactifs. 2

3 QCM 8 : Au cours du temps, l activité d une source radioactive : A. Augmente. B. Diminue. C. Reste constante. Un échantillon a radioactivité de 480 Bq. Le nombre de noyaux désintégrés en une minute est : D E QCM 9 : Le noyau phosphore P, est radioactif β+. Le noyau résultant de sa désintégration est : A. Le silicium Si. B. Le phosphore P. C. Le soufre S. Le noyau Po est radioactif α. Le noyau issu de sa désintégration a pour numéro atomique : D. Z = 82. E. Z = 86. QCM 10 : Soit un échantillon radioactif. A l instant t = 0, il a une activité de d.p.m (désintégrations/minute). On mesure l activité du même échantillon 24 heures plus tard et on trouve 1000 désintégrations/minute. Quelle est la période de cet échantillon? A. 4 h. B. 6 h. C. 10 h. D. 12 h. E. 24 h. QCM 11 : La période du 214 Po est égale à 1, s. Calculer le nombre de noyaux radioactifs de 214 Po correspondant à une activité de Bq. A. 2, B. 2, C. 8, D. 1, E. 6, QCM 12 : On considère les réactions suivantes : 1) n p + e +. 2) p n + e. 3) p n + e +. 4) p + e α. 5) n + e + p. A. La réaction 1 permet d expliquer la radioactivité bêta +. B. La réaction 3 permet d expliquer la radioactivité bêta +. C. La réaction 2 permet d expliquer la radioactivité bêta. D. La réaction 5 permet d expliquer la capture électronique. E. La réaction 4 permet d expliquer la radioactivité alpha. 3

4 QCM 13 : On considère les réactions nucléaires spontanées suivantes : 1) 3 1H 3 2 He. 99m 99 2) 43Tc Tc. 43 3) Mg Na. 11 4) Bi Tl. 5) V Ti. A. La réaction 1 correspond à une désintégration β +. B. La réaction 3 correspond à une désintégration β. C. La réaction 5 correspond à une capture électronique. D. La réaction 4 correspond à une désintégration α. E. La réaction 2 correspond à une désintégration γ. QCM 14 : On considère les séries de noyaux légers suivants : 2 1) H 6 Li 10 B 14 N 20 Ne 32 S ) 6 2 He 11 4 Be 14 6 C Na Si ) 5 B 8 O 11 Na 13 Al 15 P D après l aspect de la ligne de stabilité, on peut en déduire que : A. Les noyaux de la série 3 seront tous instables β +. B. Les noyaux de la série 2 seront tous instables β. C. Les noyaux de la série 2 seront tous stables. D. Les noyaux de la série 1 seront tous instables β. E. Les noyaux de la série 1 seront tous stables. QCM 15 : Le plutonium 239 est un élément radioactif dont la période est de ans. Quelle masse de plutonium 239 présentera une activité de 1 Curie? A. 4, g. B. 1 g. C. 5,19 µg. D. 1894,4 µg. E. 16,3 g. QCM 16 : Calculer la période radioactive d un radioélément dont l activité est passée de 16 MBq à 1 MBq en quatre jours. A. 4 jours. B. 96 heures. C. 24 heures. D. 1 jour. E. 8 jours. QCM 17 : Quel nucléide peut avoir donné naissance au Bi par émission β? A Bi. B Po. C At. D Pb. E Tl. 4

5 QCM 18 : Le radon 222 Rn, gazeux et radioactif, résulte de la désintégration du radium 226 Ra (famille de 238 U). L énergie libérée par un atome de radium lors de cette désintégration est d environ 4,8 MeV. Chaque atome de radium libère une particule ainsi qu un photon γ de longueur d onde 1 pm. On supposera que l atome de radon reste immobile au cours de la désintégration ; alors que la particule formée, plus légère, est éjectée avec la vitesse v << c (particule non relativiste). A. La particule émise en même temps que l atome de radon est un électron. B. L énergie transportée par le photon γ est d environ 12 MeV. C. La vitesse de la particule éjectée, de masse 6, kg, émise en même temps que l atome de radon est v = km/s. D. La radioactivité du radon est un risque pour la santé des populations car elle contribue pour une part importante à l exposition interne des individus. E. La détection du radon est utilisée en prospection uranifère car, si un sol présente une forte teneur en radon, il est probable que le sous-sol soit riche en uranium. QCM 19 : Une réaction nucléaire peut être écrite sous la forme X (a, b) Y. Elle équivaut à : X + a b + Y. On considère les réactions suivantes : 1) Al (x, y) P ) 17 Cl (n, y) 16 S. 3) 10 B (x, y) 7 Li. 5 3 A. La réaction 3 est du type (n, γ). B. Dans la réaction 1, la particule x est un proton. C. Dans la réaction 1, la particule x est un photon gamma. D. Dans la réaction 2, la particule y est une particule alpha. E. Dans la réaction 2, la particule y est un proton. QCM 20 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. L énergie nucléaire peut se transformer en énergie électrique. B. La production d énergie nucléaire est le résultat de la disparition d une masse de matière. C. L énergie calorifique obtenue quand on arrête une particule α (de masse 4 uma) animée d une vitesse égale à km/h, vaut Ecalor = 1, J. D. L énergie calorifique obtenue quand on arrête une particule α (de masse 4 uma) animée d une vitesse égale à km/h, vaut Ecalor = 5, J. E. L annihilation d un gramme de matière fournit J. QCM 21 : Dans le diagramme N = f(z), représentant la ligne de stabilité des nuclides naturels : A. 2 isotones sont sur la même verticale. B. 2 isotopes sont sur une même perpendiculaire à la bissectrice. C. 2 isotopes sont au dessus de la ligne de stabilité. D. 2 isotopes sont sur une même horizontale. E. 2 isobares sont sur une même perpendiculaire à la bissectrice. QCM 22 : Un élément radioactif naturel : A. A une masse qui évolue dans le temps. B. A une activité qui dépend de la température. C. A une activité de 0,227 Bq si on constate 68 désintégrations en 5 minutes. D. Emet des radiations qui diminuent avec le temps. E. La demi-vie T de cet élément est la moitié de la durée de son existence. 5

6 QCM 23 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. L unité de masse atomique équivaut à 1, kg. B. Tous les rayonnements électromagnétiques émis par l atome lors des transitions énergétiques ont un spectre de raies d énergie. C. Tous les rayonnements de particules émis par l atome ont un spectre de raies d énergie. D. La masse des particules β est 1 uma. E. Les particules α sont les seuls noyaux émis spontanément par des noyaux lourds. QCM 24 : Soient les différents types de désintégration : 1) Alpha. 2) Bêta +. 3) Bêta. 4) Capture électronique. 5) Gamma. Dans la réaction de désintégration de il peut s agir : A. 3. B. 3, 4. C. 5. D. 2, 4. E I en 52 Te, indiquer de quel(s) type(s) de désintégration QCM 25 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. L énergie nucléaire se manifeste spontanément pour certains isotopes. B. L énergie nucléaire libérée est proportionnelle à la masse atomique des éléments chimiques radioactifs. C. L énergie nucléaire libérée est une énergie exclusivement rayonnante. D. L énergie nucléaire est stockable. E. La libération d énergie nucléaire peut être provoquée pour certains isotopes. QCM 26 : Par désintégration radioactive, les noyaux d uranium U se transforment en noyaux de plomb 206 Pb en émettant simultanément des particules α et 82 β. Choisir parmi les propositions ci-dessous le nombre de désintégrations α d une part et β d autre part, qui permettent ensemble de transformer l uranium en plomb. A. Il y a 32 désintégrations α et 10 désintégrations β. B. Il y a 10 désintégrations α et 32 désintégrations β. C. Il y a 8 désintégrations α et aucune désintégration β. D. Il y a 6 désintégrations α et 8 désintégrations β. E. Il y a 8 désintégrations α et 6 désintégrations β. QCM 27 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Le noyau H a une énergie de liaison égale à zéro. B. L énergie de liaison d un noyau (étant au repos) est l énergie que l on doit lui fournir pour séparer ses nucléons et les amener au repos. C. La masse d un noyau est égale à la somme des masses des nucléons qui le constituent. D. Les noyaux les plus stables sont ceux qui ont le plus grand nombre de masse. E. Lors de la fission d un noyau d uranium, on obtient toujours 2 noyaux et 2 neutrons. 6

7 QCM 28 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. La radioactivité β équivaut à la capture par le noyau d un négaton. B. La radioactivité α équivaut à l émission de noyaux formés de deux protons et de deux neutrons. C. La radioactivité β + est due à l instabilité des noyaux pourvus d un excès de protons. D. La radioactivité β est due à l instabilité des noyaux pourvus d un excès de neutrons E. La radioactivité α s observe pour les noyaux légers. QCM 29 : Un noyau atomique émettant une particule β : A. Voit son nombre de masse diminuer d une unité. B. Voit son numéro atomique diminuer d une unité. C. Voit son nombre de masse inchangé. D. Emet un antineutrino. E. Communique une énergie bien déterminée à la particule β. QCM 30 : Calculer la masse d un échantillon de 31 Curies de carbone 14. La période radioactive est de 5700 ans. A. 6,9 g. B. 13,8 fg C. 3,45 ng. D. 2, g. E. 31 µg. FIN DE L EPREUVE. 7

8 1 26 I.P.E.C.O. P.A.C.E.S Nom : Prénom : Discipline : UE3A Date : / / 20 A 51 REMPLIR A B OBLIGATOIREMENT C D E