Séance n°7

STAGE de PRE-RENTREE – Physique
Séance n°7
Radioactivité
Séance préparée par Arnaud CIPPOLINA-MUYL (TSN)
QCM n°1: Généralités sur la matière :
a) L’interaction forte concerne toutes les particules élémentaires.
b) L’interaction gravitationnelle est la plus intense car elle explique la rotation de la Terre
autour du Soleil.
c) La masse d'un atome est majoritairement située dans son nuage électronique.
d) Deux isotopes ont même nombre de protons et d’électrons, donc mêmes caractéristiques
en termes de radioactivité.
e) Les interactions fortes et électromagnétiques expliquent la cohésion de la matière.
f) Toutes les réponses précédentes sont fausses.
QCM n°2: L’unité de masse atomique :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
- se définit par le douzième de la masse d’un atome de l’isotope A=12 du carbone.
- a une valeur de 1,66.10-27 kg environ.
- correspond à une énergie de 931,5 MeV.
- permet d’exprimer plus commodément les masses de l’atome et de ses constituants.
- équivaut à l’ordre de grandeur de la masse d’un électron.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°3:
Un noyau de cobalt
a une masse au repos de 59,9332 uma. Celle d’un
proton est de 1,00727 uma et celle d’un neutron est de 1,00866 uma.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Le défaut de masse de ce noyau est de -0,54 uma.
L’énergie de liaison par nucléon est de -8,53 MeV/nucléon.
Une énergie de 10-10 J pourrait disperser les constituants de ce noyau.
Le nombre 27 indique qu’il possède 27 neutrons.
Les atomes de
et
sont dit isobares.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°4: L’énergie d’ionisation Eni :
a) - a une valeur positive.
b) - est le seuil d’énergie sous lequel un électron ne subit aucune modification.
c) - permet d’éjecter un proton du noyau et ainsi d’ioniser l’atome (excès de charges
négatives).
d) - est l’opposée de l’énergie totale E n, pour un électron donné situé sur une couche n.
e) - pour une couche donnée, voit sa valeur augmenter avec la charge du noyau.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°5: Dans le spectre d’émission de l’atome H on observe une radiation λ = 435 nm.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
La fréquence de la radiation est de 6,9.10 5 GHz.
La radiation est émise quand l’électron passe de la couche 2 à 5
La radiation est une radiation ionisante.
L’énergie de cette radiation est de 4,56.10-19 J.
Le photon appartient au spectre visible.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°6: Concernant la production de rayonnements électromagnétiques :
a) L’énergie d’ionisation Ei est toujours positive et est égale à l’opposé de l’énergie totale En,
pour un électron donné situé sur une couche n.
b) La fluorescence peut correspondre au passage d’un électron de la couche M à la couche L
avec émission d’un photon énergétique.
c) Les phénomènes d’ionisation, d’excitation et de fluorescence conduisent à des spectres de
raies.
d) Concernant l’effet Auger, la différence d’énergie due au transfert de couche de l’électron
est utilisée pour ioniser un électron moins périphérique.
e) Un rayonnement de freinage conduit en règle générale à un spectre mixte : continu + raies.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°7: Parmi les modes de production de rayonnements électromagnétiques :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Tous ont pour origine des réarrangements électroniques atomiques.
Tous, hormis le rayonnement nucléaire, nécessitent l’ionisation d’un électron.
Tous génèrent des rayonnements à spectre de raies.
Certains peuvent être initiés par un rayonnement d’électrons.
Certains peuvent être initiés par un rayonnement de neutrons.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°8: Concernant la radioactivité alpha :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
La particule alpha est un atome d’hélium.
Un pourcentage infime de l’énergie disponible est cédé à l’atome fils.
Le spectre de la particule alpha est un spectre pur.
La réaction est possible quel que soit le nombre de masses de l’atome père.
La particule alpha émisse est très pénétrante.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°9: Lors de la désintégration du calcium
, de masse atomique = 44,956189 uma
en scandium
de masse atomique = 44,955913 uma, l’énergie maximale que peut
emporter l’une de deux particules émises est d’environ :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
0,257 keV.
0.513 keV.
0.719 keV.
0.257 MeV.
0.513 MeV.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°10: Un spectre continu de photons X peut être observé :
a)
b)
c)
d)
e)
f)
-lors de la réintégration dans un nuage électronique d’un électron ionisé.
-lors de la transition d’un électron de la couche L vers la couche K.
-lors du freinage d’un faisceau d’électron au voisinage de noyaux.
-lors d’un réarrangement nucléaire.
-lors d’une désintégration β- .
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°11:
Un faisceau d’électrons accélérés sous un potentiel de 150 kV dans un tube à
rayons X :
a) -peut produire un rayonnement de freinage.
b) -permet de générer un faisceau de rayons X dont l’atténuation sera majoritairement
responsable d’un contraste lors de la radiographie.
c) -est utilisé couramment en radiothérapie.
d) -produit un spectre continu sur lequel sont greffées des raies caractéristiques de l’atome
qui freine l’électron.
e) -produit un spectre continu dont l’énergie maximale vaut 150 keV.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°12: La scintigraphie est une méthode d’imagerie de médecine nucléaire basée sur
la détection de rayonnements γ après administration d’isotopes radioactifs.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Ce sont des noyaux métastables qui sont utilisés pour la scintigraphie.
Le patient est soumis à des rayonnements ionisants lors de cet examen.
Les photons émis par le noyau peuvent ioniser des électrons du même atome.
Il se peut que des photons soient émis après conversion interne.
Seuls des photons de 511 KeV sont émis et donc détectables.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°13: A propos des interactions rayonnements-matière:
a) Les rayonnements photoniques et électroniques sont atténués de façon exponentielle.
b) Les particules chargées lourdes provoquent plus d’ionisations en début qu’en fin de
parcours.
c) Les rayonnements photoniques de 250 KeV sont principalement atténués par effet
Compton, quelle que soit la matière traversée.
d) La pénétration d’un rayonnement électronique est bien supérieure à celle d’un
rayonnement de charges lourdes de même énergie.
e) Les neutrons n’interagissent qu’avec les noyaux et ne sont donc pas ionisants.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°14: Concernant la dosimétrie:
a) Il existe deux types d’effets des rayonnements sur l’organisme, les effets stochastiques qui
surviennent au dessus de 250 mGy et les effets déterministes qui apparaissent en dessous
de ce seuil.
b) La dose équivalente (mesurée en Sievert) correspond à la dose absorbée pondérée par le
coefficient d’efficacité biologique relative du rayonnement W R.
c) Une augmentation de la différence de potentiel entre anode et cathode dans le tube de
Coolidge augmente la pénétration des photons X et donc l’ionisation des tissus.
d) Il est plus difficile de mesurer des doses dans le cas de rayonnements internes qu’externes
car dans ce premier cas, le radio-isotope peut émettre plus d’un rayonnement et se fixer
sur plus d’une source.
e) Les radio-isotopes les plus ionisants sont ceux dont le temps de résidence est le plus court
au sein des différents MIRD.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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