Aurélie 14/03/12
 

 

   QCM atomes, radioactivité : concours orthoptie Bordeaux 2010.



 

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L'atome :
A) L'énergie de l'atome est quantifiée. (
vrai ) .
B) La structure énergétique de l'atome s'explique dans le cadre de la mécanique de Newton. ( faux ).
... dans le cadre de la mécanique quantique.
C) Un spectre de raies est la signature de la température d'un gaz. faux ).
... est la signature d'un élément chimique.
D)  Les quantités d'énergie échangées sont de l'ordre de l'eV pour le noyau et du MeV pour l'atome. faux ).
... eV pour l'atome et MeV pour le noyau.
E) Aucune des propositions ci-dessus. ( faux)

Un électron-volt représente une énergie de :
A) 3,2 10-21 J. ( faux ).  B) 3,2 10-19 kJ. ( faux ).  C) 1,6 10-19 J. ( vrai ).
D)
1,6 10-19 kJ. ( faux ). E) Aucune des propositions ci-dessus. ( faux).

  Un photon absorbé par un atome de lithium a une énergie de 2,71 eV. On donne h = 6,62 10-34 J s. La fréquence v de l'onde est :

A) 4,1 1013 Hz.
( faux ).
E = h v ; v = E / h avec E = 2,71 *1,6 10-19 =4,34 10-19 J.
v =4,34 10-19 / 6,62 10-34= 6,5 1014 Hz.
B) 1,3 1014 Hz. ( faux ). C) 6,5 1014 Hz. ( vrai ).
D)
2,8 1015 Hz. (  faux ). E) Aucune des propositions ci-dessus. ( faux).

Transformations nucléaires :
Au cours d'une désintégraion radioactive, le césium se transforme en baryum selon l'équation :
13555Cs --->
AZBa  + 0-1e.
A) Il s'agit d'une radioactivité de type ß-. ( vrai ).
B)
13555Cs ---> 13554Ba  + 0-1e. (  faux).
Conservation de la charge 55 = Z-1 ; Z = 56.

C)
13555Cs ---> 13556Ba  + 0-1e. ( vrai ).
D) Il y a transformation d'un neutron en électron. (
faux ).
Un neutron se transforme en proton, libérant un électron.
E) Aucune des propositions ci-dessus. ( faux).


Le technétium 99  ( A=99 ; Z = 43 ) est un émetteur d'un rayonnement gamma utilisé en imagerie médicale dans une tomographie. Sa demi-ie est de 6 heures. On prépare une dose de 150 Bq à t = 0.
Les lois littérales de décroissance de l'activité A(t) de cet échantillon et du nombre moyen de noyaux radioactifs N(t) sont :
A) A(t) = A0 exp(-lt). (
 vrai ).
B) A = A0 l. (
faux ).
C) N(t) = N0 exp(-lt). ( vrai ).
D) A = l N0 . ( faux ). ( A0 = l N0  ).
 E) Aucune des propositions ci-dessus.
( faux ).

La constante radioactive l du technétium est de ( s-1) :
A) 0,11. ( faux ).
l = ln2 / t½ = ln2 / (6*3600) =3,2 10-5 s-1.
 B)
1,6 10-2. ( faux ). C) 3,2 10-5. (vrai ). D) 9,99 10-4. ( faux ).
 E) Aucune des propositions ci-dessus.
( faux ).



Le nombre moyen N0 de noyaux à t = 0 dans la dose utilisée est :
A) 5,42 102. ( faux ). N0 = A0 / l = 150 / 3,2 10-5 =4,67 106.
 B) 1,18 103. ( faux ). C) 1,30 105. ( faux ). D) 4,68 106vrai ). E) Aucune des propositions ci-dessus. ( faux ).

La radioactivité de l'échantillon au bout de 7 jours est de :
A) 230 Bq ( faux).
l = ln2 / 6 =0,116 j-1 ; A = 150 exp( -0,116 *7) ~67 Bq.
B ) 130 Bq ( faux ). C ) 80 Bq ( faux ).  D ) 0 Bq ( faux ).
E) aucune des propositions ci-dessus. ( vrai )

Quelle est la nature de ces transformations nucléaires ?
A) 23592U --->23190U + 42He : radioactivité ß+ ( faux ). ( alpha ).
B) 23592U +10n --->9337Rb + 14055Cs +3 10n : fission ( vrai ).
C) 15170Yb --->15969Tm + 01e : radioactivité ß+ ( vrai ).
D)  8235Br --->8236S + 0-1e : radioactivité ß-. ( vrai ).
E) aucune des propositions ci-dessus. ( faux ).





On se propose d'estimer la date de la mort du pharaon Sfereno par la méthode du 146C. On a mesuré qu'en moyenne, pour des conditions normales, 1 g de carbone dans l'air présente une activité de 250 mBq due à l'isotope du carbone 14. La demi-vie de cet isotope est 5600 ans, ce qui correspond à une constante radioactive l = 1,24 10-4 an-1. Après calcination d'un fragment des planches de bois soutenant le sarcophage, une quantité de 5 g de carbone a étét obtenue. Une activité en 146C a fourni 687,5 mBq.
A) Le carbone 14 est en permanence régénéré dans la haute atmosphère comme produit de réactions nucléaires. ( vrai ).
B) Le carbone organique des êtres vivants est issu de carbone atmosphérique. ( faux ).
C) La proportion d'isotope 146C dans les êtres vivants est deux fois supérieure à celle de l'atmosphère. ( faux ).
D) La méthode de datation par le carbone 14 suppose que la proportion de cet isotope était plus importante dans le passé. ( faux ).
E) Aucune proposition exacte. ( faux ).

A quelle date approximative est mort le pharaon en supposant que l'abattage des arbres ayant fourni les planches de bois datées est voisine en temps de la mort du pharaon ?
A) 2950 ans. ( faux ).
Activité dans 1 g de carbone : 687,5 / 5 = 137,5 mBq ; A = A0 exp (-lt) ; t = ln(A0/A) / l = ln(250 / 137,5) / 1,24 10-4 ~4820 ans.
B) 4820 ans. ( vrai ). C) 8160 ans. ( faux ). D) 10410 ans. ( faux ).
E) Aucune proposition exacte. ( faux ).

On estime qu'une activité mesurée inférieure à 300 désintégrations par heure pour 1 g de carbone 14 ne serait pas suffisamment fiable. Pourrait-on utiliser cette méthode dans :
A) 200 ans. ( vrai ). B) 1000 ans. ( vrai ). C) 5000 ans. ( vrai ). D) 10000 ans. ( Faux ).
A(t= 10 000 )  = 0,25 exp( -1,24 10-4*10 000) =0,072 Bq = 72 mBq, valeur inférieure à 300 / 3600 = 0,083 = 83 mBq.

E) Aucune proposition exacte. ( faux ).







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