Quiz: Introduction à la radioactivité et datation — 12 questions

1. Quelle composition correspond au carbone 14 ?

A. 6 protons et 7 neutrons

B. 6 protons et 6 neutrons

C. 8 protons et 6 neutrons

D. 6 protons et 8 neutrons

Answer: (D)

Explanation

Le carbone 14 possède 6 protons, comme tous les isotopes du carbone, et 8 neutrons. Les autres réponses correspondent à d’autres isotopes ou à un autre élément.

2. Comment évolue le nombre de noyaux radioactifs identiques au cours du temps ?

A. Il diminue progressivement selon une décroissance spécifique

B. Il augmente régulièrement jusqu’à stabilisation

C. Il reste constant tant que le noyau est instable

D. Il devient prévisible noyau par noyau

Answer: (A)

Explanation

Pour un grand nombre de noyaux identiques, le nombre de noyaux radioactifs diminue progressivement avec le temps. La désintégration d’un noyau isolé reste en revanche aléatoire.

3. Quel principe permet d’estimer l’âge d’un objet daté au carbone 14 ?

A. Observer la couleur du carbone pour déterminer le temps écoulé

B. Compter le nombre de protons dans les restes organiques

C. Mesurer directement la quantité de 12C restante et en déduire l’âge

D. Comparer la quantité actuelle de 14C à la courbe de décroissance depuis la mort

Answer: (D)

Explanation

La datation au carbone 14 consiste à utiliser la courbe de décroissance du 14C pour estimer le temps écoulé depuis la mort. Le 12C reste constant après la mort, mais ce n’est pas lui qui donne directement l’âge.

4. Pourquoi le rapport 14C/12C reste-t-il à peu près constant chez un organisme vivant ?

A. Parce que le 12C disparaît progressivement pendant la vie

B. Parce que le 14C ne se désintègre pas dans le vivant

C. Parce que l’organisme échange en permanence du carbone avec son environnement

D. Parce que les noyaux de carbone se transforment en azote

Answer: (C)

Explanation

Tant que l’organisme est vivant, il fixe et échange du carbone avec son environnement, ce qui maintient le rapport 14C/12C. Après la mort, ces échanges cessent.

5. Quelle méthode est mentionnée pour dater des fossiles plus anciens que la limite du carbone 14 ?

A. La mesure de la quantité d’oxygène dans les tissus

B. La mesure du rapport 14C/12C dans les feuilles

C. La mesure de la masse totale de carbone

D. La mesure du potassium dans les os

Answer: (D)

Explanation

Pour des fossiles plus anciens que la limite du 14C, on utilise le potassium contenu dans les os. Le carbone 14 n’est plus assez mesurable au-delà d’environ 50 000 ans.

6. Quelle affirmation décrit correctement la structure d’un atome ?

A. Il est composé uniquement de neutrons et d’électrons

B. Il est formé d’un noyau sans particules chargées

C. Il est formé d’électrons au centre et de protons autour

D. Il est formé d’un noyau entouré d’électrons

Answer: (D)

Explanation

Un atome est constitué d’un noyau central entouré d’électrons. Le noyau contient les protons et les neutrons, contrairement aux autres propositions.

7. Dans quel cas la datation au carbone 14 devient-elle peu fiable ?

A. Lorsque l’objet est d’origine vivante récente

B. Au-delà d’environ 50 000 ans

C. Après une seule demi-vie du carbone 14

D. Dès que l’échantillon contient du carbone

Answer: (B)

Explanation

La méthode est adaptée aux objets dont la mort remonte à moins de 50 000 ans. Au-delà, il reste trop peu de 14C mesurable pour une datation fiable.

8. Que représente le temps de demi-vie radioactive d’un noyau ?

A. Le temps au bout duquel le noyau devient stable immédiatement

B. La durée pendant laquelle le nombre de noyaux double

C. Le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux initiaux se désintègrent

D. Le temps nécessaire pour que tous les noyaux se désintègrent

Answer: (C)

Explanation

La demi-vie est définie comme la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs initiaux se sont désintégrés. Elle est propre à chaque type de noyau.

9. Que représente le numéro atomique Z d’un atome ?

A. Le nombre d’électrons autour du noyau

B. Le nombre de protons dans le noyau

C. Le nombre total de neutrons dans l’atome

D. La somme des protons et des neutrons

Answer: (B)

Explanation

Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons présents dans le noyau. La somme protons + neutrons correspond au nombre de masse A.

10. Que désigne la radioactivité ?

A. Le déplacement des électrons autour du noyau sans changement du noyau

B. La fusion de deux noyaux légers en un noyau plus lourd

C. La transformation naturelle de noyaux instables avec émission d’énergie et de rayonnements

D. La capture de lumière par un atome stable

Answer: (C)

Explanation

La radioactivité est un phénomène naturel où des noyaux instables se transforment en émettant de l’énergie et des rayonnements. Ce n’est pas un simple mouvement d’électrons.

11. Qu’est-ce qui distingue deux isotopes d’un même élément chimique ?

A. Le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons

B. Le même nombre de neutrons et un nombre différent d’électrons

C. Un nombre différent de protons et le même nombre de neutrons

D. Une charge nucléaire différente sans changement de composition

Answer: (A)

Explanation

Des isotopes ont le même nombre de protons, donc appartiennent au même élément, mais ils diffèrent par le nombre de neutrons. C’est ce qui distingue par exemple le carbone 12, 13 et 14.

12. Quelle demi-vie correspond au carbone 14 ?

A. 5730 ans

B. 4,5 milliards d’années

C. 0,5 seconde

D. 138 jours

Answer: (A)

Explanation

Le carbone 14 a une demi-vie de 5730 ans. Les autres valeurs correspondent à d’autres noyaux radioactifs cités.