Chimie:
Les transformations nucléaires
Je confirme mes acquis
Les transformations nucléaires
1. La stabilité nucléaire
1. Quels types de particules sont présents
dans le noyau atomique ?
Les protons
et les neutrons. Le noyau de l’hydrogène (H) ne
comporte qu’un proton.
2. Qu’est-ce que la stabilité nucléaire ?
La stabilité nucléaire correspond à un état où
les forces nucléaires au sein du noyau atomique
sont supérieures à la force de répulsion entre
les protons.
3. Quel type de particule assure en partie la
stabilité du noyau atomique ?
Le neutron.
4. À partir de quel numéro atomique les
éléments sont-ils tous instables ?
À partir du numéro atomique 83.
5. Qu’est-ce qui se produit quand l’instabilité
d’un noyau est trop grande ?
Le noyau se désintègre.
2. La radioactivité
1. Qu’est-ce que la radioactivité ?
La radioactivité est un phénomène qui se produit
au sein du noyau lorsque certains noyaux instables émettent
spontanément certaines particules et de
l’énergie en se désintégrant.
2. Quels sont les trois types de rayonnements
radioactifs ?
Les rayonnements alpha, bêta et
gamma.
3. Quel type de rayonnement radioactif se
produit le plus couramment dans la nature ?
Le rayonnement alpha
4. De quoi est formée une particule alpha ?
À quoi ressemble-t-elle ?
Une particule alpha est formée de deux protons
et de deux neutrons. Une particule alpha
ressemble à noyau d’hélium (He).
5. Qu’advient-il du nombre de masse
et du numéro atomique d’un élément
qui émet une particule alpha ?
Quand un élément émet une particule alpha,
son numéro atomique diminue de 2 (perte de
2 protons) et son nombre de masse diminue de
4 (perte de 4 nucléons).
6. Quel nom donne-t-on à la transformation
d’un élément en un autre élément à la suite
d’une désintégration radioactive ?
La transmutation.
7. Quel type de désintégration ne transforme
pas un élément en un autre élément ?
La désintégration gamma.
8. À quelle particule peut-on comparer la
particule bêta ? Expliquez pourquoi.
À un électron. Parce qu’ils ont tous les deux la
même charge électrique négative et une masse
infime.
9. Lors d’une désintégration bêta, d’où
provient le proton supplémentaire
qui se trouve dans le noyau final ?
Il provient d’un des neutrons du noyau initial qui
se transforme en proton.
10. Que provoque l’apparition de ce nouveau
proton ?
Le numéro atomique du noyau
augmente de 1 et le noyau prend la forme de
l’élément suivant dans le tableau périodique.
11. De quel type d’énergie sont dotées les particules
éjectées lors des désintégrations
alpha et bêta ?
D’énergie cinétique.
12. Quel autre type de rayonnement peut
accompagner l’émission de rayonnements
alpha ou bêta ?
Le rayonnement gamma.
13. Nommer les trois facteurs dont dépendent
les effets néfastes de l’irradiation sur les
organismes vivants.
L’énergie du rayonnement, son pouvoir de pénétration de la
matière et les doses de rayonnement
auxquelles les organismes sont exposés.
14. Décrivez ce qui distingue les trois types de
rayonnements radioactifs en ce qui a trait à
leur pénétration.
Rayonnement alpha : Parcourt environ 5 cm dans
l’air ; ne traverse pas la peau ; est arrêté par une
feuille de papier
Rayonnement bêta : Parcourt environ 30 à 50 cm
dans l’air ; pénètre jusqu’à environ 1 cm dans
le corps ; est arrêté par une planche de bois de
2,5 cm d’épaisseur.
Rayonnement gamma : Parcourt de grandes distances
dans l’air ; passe à travers les tissus
vivants ; peut être partiellement arrêté par une
épaisse couche de béton ou des écrans en
plomb.
15. Quels sont les principaux effets néfastes des
radiations sur les organismes vivants ?
Des cellules peuvent être détruites, des organes
peuvent arrêter de fonctionner normalement, ou
encore les cellules dysfonctionnelles peuvent causer
l’apparition de cancers ou de mutations génétiques.
16. Précisez pourquoi la désintégration des
noyaux est un processus aléatoire.
Parce que les noyaux se désintègrent au hasard.
17. Qu’est-ce que la demi-vie d’un isotope ?
C’est le temps qu’il faut à la moitié des
noyaux instables d’une quantité d’isotope
radioactif pour se désintégrer.
18. L’argon 39 a une demi-vie de 5.26 années et
celle du cobalt 60 est de 5.3 années. Si un
échantillon de 1 kg de chaque substance se
désintègre pendant 100 ans, laquelle de ces
substances sera présente en plus grande quantité
à la fin de la période ? Expliquez votre
réponse.
Il restera plus de cobalt 60 que d’argon
39 ; parce que la demi-vie du cobalt 60 est
supérieure à celle de l’argon 39, il se désintègre
donc plus lentement que l’argon 39.
3. La fission et la fusion nucléaires
1. Qu’est-ce que la fission nucléaire ?
La fission nucléaire est le processus par lequel
un noyau atomique instable se scinde en deux
noyaux plus légers.
2. Dans quel type de noyau la fission se
produit-elle spontanément de façon
naturelle ?
La fission nucléaire se produit
spontanément pour des noyaux instables très
lourds, c’est-à-dire qui contiennent beaucoup de
protons et de neutrons.
3. Comment est-il possible de causer artificiellement
la fission d’un noyau atomique ?
En faisant absorber un neutron à ce noyau afin
de le rendre très instable.
4. Pour quelle raison provoque-t-on artificiellement
la fission nucléaire ?
Pour produire de l’énergie, d’abord sous forme
de chaleur, puis d’électricité.
5. Qu’est-ce qu’une réaction en chaîne ?
C’est une réaction dans laquelle chaque fission
nucléaire libère des neutrons qui vont à leur
tour provoquer d’autres fissions qui elles mêmes
libèrent des neutrons supplémentaires.
À chaque étape de ce processus, le nombre de
neutrons produits augmente, ce qui accroît le
nombre de fissions qui à leur tour libèrent
encore plus de neutrons
6. Pourquoi est-il important de contrôler une
réaction en chaîne ?
Si la réaction nucléaire
en chaîne n’est pas contrôlée, cela entraîne une
explosion nucléaire.
7. Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?
La fusion nucléaire est le processus par lequel
deux noyaux atomiques légers s’assemblent
pour former un noyau atomique plus lourd.
8. Où la fusion nucléaire se produit-elle de
façon naturelle ?
Dans le cœur des étoiles,
comme le Soleil.
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