Chimie:

Les transformations nucléaires
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Les transformations nucléaires

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.

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.

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.