125, rue Beauchamp Sainte-Thérèse, Québec J7E 5A4 Tél.: (450) Fax.: (450) PRÉTEST B LE NUCLÉAIRE : DE L ÉNERGIE DANS LA MATIÈRE

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1 5, rue Beauchamp Sainte-Thérèse, Québec J7E 5A4 Tél.: (450) Fax.: (450) PRÉTEST B LE NUCLÉAIRE : DE L ÉNERGIE DANS LA MATIÈRE QUESTIONNAIRE

2 QUESTIONNAIRE NOTES IMPORTANTES : Le tableau périodique des éléments fourni à l examen est exactement comme celui qui est annexé à la fin de ce pré-test. Il est donc différent de celui fourni avec le guide d apprentissage. Il existe un document de révision qui résume l aspect théorique du nucléaire que vous devez étudier avant l examen. Si on ne vous l a pas déjà remis, voyez votre formateur.. En vous référant au tableau périodique annexé à la fin de ce pré-test, répondez aux questions qui suivent : a) Donnez le nom complet de tous les éléments de la troisième période. b) Donnez le nom complet des trois premiers alcalins. c) Donnez le nom de la famille II A. d) Parmi les éléments suivants : H, U, Cd, Sn, Kr, F et Sc. Nommez ceux qui sont des métaux de transition. e) Classez les éléments suivants : Hg, H, Li, Cl, S et Kr selon qu ils soient gazeux, liquides ou solides à température et à pression normales. f) Un escalier délimite les métaux des non métaux. Nommez les cinq éléments nonmétaux qui se situent sur chaque marche de l escalier. g) Un de ces éléments (Ac, U, Po et Pa) est radioactif sans être un actinide. Lequel? h) Le Brome (Br) est-il un halogène ou un gaz noble?. Soit le Beryllium (Be), le Silicium (Si) et le Cobalt (Co). Pour chacun de ces éléments, donnez la masse atomique, le numéro atomique, le nombre de masse, le nombre d électrons, de protons et de neutrons ainsi que sa notation atomique.

3 3. Complétez la distribution électronique des éléments qui suivent : a) symbole de l élément son numéro atomique notation simplifiée : é, 8é, 7é b) K 9 notation simplifiée : c) 5 notation simplifiée : 3

4 4. Afin de répondre à cette question, il faut vous référer au tableau 3. à la page 3.8 de votre guide d apprentissage. Sans calculer, complétez les équations suivantes en remplaçant les inconnus n, n, n 3, p, p et p 3 par leurs valeurs appropriées. p p a) Masse atomique = n x + n x moyenne de l oxygène p3 + n 3 x 00 p p b) Masse atomique = n x + n x moyenne de l hydrogène 5. Vrai ou Faux? a) Deux isotopes d un même élément peuvent avoir des numéros atomiques différents. b) Les structures atomiques de deux isotopes d un même élément diffèrent par leur nombre de protons. c) Si deux éléments ont le même nombre de protons, ils peuvent avoir des nombres de masse différents. d) Deux isotopes d un même élément n ont pas le même nombre de neutrons. e) Les structures atomiques de deux isotopes d un même élément sont semblables tant qu à leur nombre de neutrons. 6. Soient les réactions nucléaires suivantes où E, E, E 5 représentent l énergie libérée.. H + H H + 3 H + E où E = m c U Np + 0 é + E où E = m c He + 0 n N 35 9 U 7 8 O Kr + H + E 3 où E 3 = m 3 c 4 56 Ba + 3 ( ) 0n + E 4 où E 4 = m 4 c Ra 86 Rn + 4 He + E 5 où E 5 = m 5 c 4

5 a) Associez chacune des réactions précédentes au type de réactions nucléaires qu elle représente (radioactivité naturelle, radioactivité artificielle (transmutation), fission nucléaire ou fusion nucléaire. Dans le cas d une radioactivité naturelle, dites quel type de rayonnement est émis (Alpha, bêta ou gamma) b) Dans la réaction, où E = m c, quelle variable représente le défaut de masse (E, m ou c) c) Si m < m 3, lequel des nouveaux noyaux formés ( Np ou Laquelle des réactions ( ou 3) dégage le plus d énergie? 7 8 O ) est le plus stable? d) Des nouveaux noyaux formés ( Np et 86 Rn ) aux réactions et 5, lequel a le plus de nucléons? Lequel est le plus stable? e) Quelles réactions représentent un phénomène spontané, c est à dire que nous n avons pas à les provoquer pour que la réaction se fasse? f) Quelle réaction produit le plus d énergie? g) Dans toutes ces réactions, la masse totale des atomes produits est-elle (supérieure, égale ou inférieure) à la masse totale des atomes traités? h) La demi-vie du radium 6 de la réaction 5 est de 60 ans. Dites si les facteurs suivants vont (augmenter, diminuer ou ne rien changer) à la demi-vie du radium.. Une augmentation de température du radium. Une diminution de pression du radium 3. Une réduction en miettes du radium 7. Afin de répondre à cette question, il faut vous référer au tableau 4.3 à la page 4.34 de votre guide d apprentissage. a) Donnez l élément radioactif qui correspond aux tableaux suivants et précisez sa demivie.. temps (ans) quantité (g). temps (sec) quantité (Kg) ,3 5,8 x 0-3 0,5 0,6,5 3,6 x 0-3 0,5 5,9,5 5,4 x 0-3 0,5, 0,63 5

6 b) Complétez les tableaux suivants :. temps (ans) quantité (g) 40 9 K temps (h) quantité (g) 09 8 Pb 00 c) Dans le tableau qui suit, des erreurs ont été commises. Corrigez-les en récrivant le tableau correctement. temps (j) quantité (g) Iode 3 0 0,5 8 0,5 6 0,5 3 0,65 8. Lorsqu un élément radioactif émet un rayonnement Bêta : a) Que se produit-il dans le noyau de l atome de cet élément? b) Qu advient-il du numéro atomique de l élément produit suite à cette désintégration? c) Qu advient-il de la masse atomique de l élément produit? 9. Complétez la phrase qui suit : Lorsqu un élément radioactif émet un rayonnement Alpha, en fait, il émet un noyau d, constitué de protons et de neutrons. Le numéro atomique diminue donc de et le nombre de masse de. 0. Complétez les équations de désintégration qui suivent : a) 38 9 U + 4 He b) 4 83Bi 4 84 Po + c) 0 84 Po + 0 é d) 30 90Th + 4 He e) 0 84 Po 06 8 Pb + 6

7 . Donnez l équation de désintégration : a) Du Polonium 8 qui émet un rayonnement Alpha. b) Du Plomb 0 qui émet un rayonnement Bêta c) D un certain élément radioactif qui produit du Polonium 4 à la suite d un rayonnement bêta.. a) Quel pays utilise un gaz sous pression comme élément caloporteur? b) Quels sont les deux () pays qui utilisent du graphite comme élément modérateur? c) Quel est le seul pays qui n utilise pas l uranium enrichi comme combustible? 3. Complétez les phrases qui suivent en choisissant, dans la liste qui suit, le terme approprié. génératrice turbine qualité vitesse quantité modérateur caloporteur Dans un réacteur CANDU : refroidisseur accélérateur zinc cadmium titane avec sans lourde ordinaire distillée augmente diminue demeure constant L eau lourde remplit une double fonction. Elle agit comme élément parce qu elle ralentit les neutrons et comme élément parce qu elle achemine la chaleur dégagée par la fission vers un réservoir contenant de l eau. Cette chaleur transforme l eau en vapeur qui fait tourner une couplée à une. Des barres de contrôle faites de contrôlent la des neutrons afin que le nombre de fissions par seconde. Une fois la réaction en chaîne complété, les résidus sont retirés pour être remplacés par de nouvelles grappes de combustible. Cependant, le réacteur fonctionne interruption. 4. Décrivez brièvement le fonctionnement de la bombe A. De sa puissance par rapport à la dynamite et par rapport à la bombe H. 5. Répondez aux questions qui suivent concernant la bombe H. a) En quelle année fut-elle mise au point? b) Quelle température atteint le cœur de celle-ci lorsqu elle explose? c) Quel principe (fusion ou fission) utilise-t-elle? d) Quelle est la limite de la quantité de matière qu elle peut contenir? Quelle est la limite de sa puissance? 7

8 6. Complétez le tableau suivant en associant chaque énoncé de la colonne de gauche aux types de centrale correspondants. Pour chaque énoncé, cochez le ou les cases appropriées. Dans cette ou ces centrales : On utilise du combustible La chaleur dégagée réchauffe un réservoir d eau, transforme cette eau en vapeur qui, sous pression, active la turbine 3 On utilise du pétrole, du mazout, du gaz naturel ou du charbon comme combustible 4 Il y a pollution chimique par le mercure 5 Une chute d eau fait tourner une turbine 6 Il y a production de déchets radioactifs 7 Il y a une turbine qui entraîne un générateur 8 Il y a pollution chimique de l air 9 On utilise de l uranium comme combustible 0 On utilise un condenseur pour liquéfier la vapeur d eau Centrale hydroélectrique Centrale thermique Conventionnelle nucléaire RAPPEL : N oubliez pas l étude du document de révision 8