Analyse des Examens Nationaux – Domaine : Transformations Nucléaires | 2BAC Sciences Physiques (option française) | 2015–2025
Cadre de Référence 2025 • Poids sous-domaine Transformations nucléaires : 8 % (Décroissance radioactive 4 % + Noyaux-Masse-Énergie 4 %) • Source : EXAMEN_PC.pdf
| Année | Sess. | Ex. | Sous-domaine(s) CDR | Radioélément / Réaction | Thèmes évalués | Pts | Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2025 | N | 2 | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Cadmium-107 (⁴⁸Cd) → Argent-107 (⁴⁷Ag) + β⁻ + γ | Lois de conservation (Soddy). Identification type radioactivité (β⁻ + γ). Équation nucléaire. Calcul de l'énergie libérée. | 2,5 | Enoncé explicite : «Désintégration du cadmium 107». |
| 2024 | N | 3 | Décroissance radioactive | Iridium-192 (¹⁹²₇₇Ir) → Platine-192 (¹⁹²₇₈Pt) + β⁻ + γ | Curiethérapie (contexte médical). Équation de désintégration. Identification type radioactivité. Demi-vie. Loi de décroissance. | 2 | Enoncé : «Désintégration de l'iridium 192». Application médicale. |
| 2023 | N | 2 | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie (fusion) |
Tritium ³₁H → β⁻ + ³₂He | Fusion : D + T → ⁴He + n | Isotopes de H. Demi-vie tritium (12,32 ans). Activité. Énergie de liaison (tableau fourni). Bilan énergétique fusion. Énergie libérée ΔE. | 2,5 | Exercice mixte désintégration + fusion dans un même exercice. |
| 2023 | R | — | — | — | Aucun exercice nucléaire dédié. | — | Ex.2 (3 pts) = Ondes lumineuses (diffraction). Ex.3=Élec. Ex.4=Méca. |
| 2022 | N | III | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Plutonium-238 (²³⁸₉₄Pu) → Uranium-234 + α | Stimulateur cardiaque (pacemaker) comme contexte. Radioactivité α. Énergie libérée. Activité. Demi-vie. Application énergie nucléaire. | 2,5 | Enoncé : «Désintégration du plutonium 238». Contexte médical innovant. |
| 2022 | R | 2 (Partie 2) |
Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Carbone-14 (¹⁴₆C) → Azote-14 (¹⁴₇N) + β⁻ | Datation | Composition du noyau ¹⁴C (QCM). Équation de désintégration. Énergie de liaison. Loi de décroissance a(t). Datation d'un bois ancien. | ~1,5 | Exercice 2 MIXTE (3,5 pts) : Partie 1 Ondes mécan. (~2 pts) + Partie 2 Nucléaire (~1,5 pts). |
| 2021 | N | III | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Polonium-210 (²¹⁰₈₄Po) → Plomb-206 (²⁰⁶₈₂Pb) + α | Radioactivité α. Équation nucléaire. Demi-vie. Activité. Défaut de masse. Énergie de liaison. Applications. | 2,5 | Enoncé : «Désintégration du polonium 210». Découverte par Pierre Curie (contexte). |
| 2021 | R | 3 | Décroissance radioactive | Phosphore-32 (³²₁₅P) → Soufre-32 (³²₁₆S) + β⁻ | Équation de désintégration β⁻. Lois de Soddy. Identification particule. Constante radioactive λ. Demi-vie. | 2,5 | Enoncé : «Désintégration du phosphore 32». |
| 2020 | N | III | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Polonium-210 (²¹⁰₈₄Po) → Plomb-206 + α | Équation nucléaire α. Défaut de masse. Énergie de liaison. Activité. Demi-vie. Loi de décroissance. | 2,5 | Version 1 du sujet SN 2020. |
| 2020 | N* | 3 | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Uranium-234 (²³⁴₉₂U) → Thorium-230 (²³⁰₉₀Th) + α | Chaîne de désintégration U-238→U-234→Th-230. Radioactivité α. Masses molaires. Énergie de liaison. Demi-vie. Datation roches marines. | 2,5 | (*) Version 2 du sujet SN 2020 (filière internationale). Contexte géologique. |
| 2020 | R | 2 (Partie 2) |
Décroissance radioactive | Radon-222 (²²²₈₆Rn) → β⁻ ou α (à identifier) | Exercice II mixte (3,5 pts). Partie 1 = Ondes (~2 pts). Partie 2 = Désintégration Rn-222 + données nucléaires (~1,5 pts). | ~1,5 | Exercice 2 MIXTE. Partie nucléaire avec radon-222 (gaz radioactif naturel). |
| 2019 | N | — | — | — | Aucun exercice nucléaire dédié. | — | Ex.I (7 pts)=Chimie (pile Ni-Cd). Ex.II (2,5)=Diffraction. Ex.III (5)=Élec. Ex.IV (5,5)=Méca. Pas de nucléaire. |
| 2019 | R | — | — | — | Aucun exercice nucléaire dédié. | — | Ex.II (2,5 pts) = Ondes ultrasonores. Ex.III=Élec. Ex.IV=Méca. Pas de nucléaire. |
| 2018 | N | II | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Plutonium-241 (²⁴¹₉₄Pu) → Américium-241 (²⁴¹₉₅Am) + β⁻ | Contexte : Pu-241 résulte de transformations de l'U-238. Équation β⁻. Composition noyaux. Énergie libérée. Applications de la radioactivité. | 2,5 | Enoncé : «Étude de la désintégration du noyau de plutonium 241». |
| 2018 | R | — | — | — | Aucun exercice nucléaire dédié. | — | Ex.II (2,5 pts) = Propagation d'une onde mécanique (Ondes). Ex.III=Élec. Ex.IV=Méca. |
| 2017 | N | II (Partie 2) |
Noyaux–Masse–Énergie | Cobalt-60 (⁶⁰₂₇Co) → Nickel-60 (⁶⁰₂₈Ni) + β⁻ | Identification particule X. Type désintégration. Énergie libérée Eib. Énergie de liaison par nucléon ⁶⁰Ni vs ⁵⁶Ni (stabilité relative). | ~1,5 | Exercice II MIXTE (3 pts) : Partie 1 = Diffraction (Ondes ~1,5 pts) + Partie 2 = Cobalt-60 (~1,5 pts). |
| 2017 | R | II | Noyaux–Masse–Énergie (fusion) | Fusion nucléaire (type non précisé dans le PDF) – énergie libérée | Défaut de masse. Équivalence masse-énergie. Énergie libérée ΔE. Intérêt énergétique de la fusion. | 3 | Enoncé : «Étude d'une réaction de fusion nucléaire». Exercice entièrement nucléaire. |
| 2016 | N | II | Noyaux–Masse–Énergie (fusion) | Fusion : ²₁H + ³₁H → ⁴₂He + ¹₀n (deutérium + tritium → hélium) | Formation de l'hélium dans les étoiles. Défaut de masse. Énergie de liaison par nucléon. Énergie libérée ΔE. Tableau de masses. | 3 | Enoncé : «Étude d'une réaction de fusion nucléaire». Contexte astrophysique. |
| 2016 | R | II | Décroissance radioactive + Noyaux–Masse–Énergie |
Sodium-24 (²⁴₁₁Na) → Magnésium-24 (²⁴₁₂Mg) + β⁻ | Identification particule X. Type radioactivité. Énergie libérée Eib. Énergie de liaison par nucléon ²⁴Mg. Émission γ (état excité → fondamental) : calcul de fréquence ν. | 2,5 | Exercice riche : désintégration + énergie de liaison + rayonnement γ + diagramme d'énergie. |
| 2015 | N | — | — | — | Données non disponibles dans le PDF fourni. | — | L'examen national officiel 2015 n'est pas identifié dans le fichier EXAMEN_PC.pdf. |
| 2015 | R | — | — | — | Données non disponibles dans le PDF fourni. | — | L'examen national officiel 2015 (rattrapage) n'est pas identifié dans le fichier. |
OBSERVATIONS & TENDANCES (2015–2025)
| Poids CDR 2025 | 8 % de l'épreuve (≈1,6 pts/20) : 4 % Décroissance radioactive + 4 % Noyaux-Masse-Énergie. |
|---|---|
| Présence dans le sujet | Exercice nucléaire dédié dans 14/20 sessions identifiées (2016-2025). Absent en 2019 N, 2019 R, 2018 R, 2023 R et données manquantes pour 2015. |
| Points alloués | Fourchette : 2 à 3 pts pour l'exercice nucléaire. Valeur la plus fréquente : 2,5 pts. Exercices mixtes (Nucl.+Ondes) : ~1,5 pts pour la partie nucléaire. |
| Radioéléments les plus fréquents | Polonium-210 (2× SN 2020, SN 2021), Plutonium-241/238 (2018 N, 2022 N), Carbone-14 (datation 2022 R). Chaque session introduit généralement un contexte nouveau. |
| Sous-thème Décroissance radioactive | Quasi-systématique : équation nucléaire (lois de Soddy), identification du type de radioactivité (α, β⁻, β⁺, γ), demi-vie, activité a(t)=λN(t), constante λ. |
|---|---|
| Sous-thème Noyaux-Masse-Énergie | Présent dans ~60% des sessions : défaut de masse, énergie de liaison (totale et par nucléon), courbe d’Aston implicite, énergie libérée ΔE=|Δm|c². Fusion en 2016 N, 2017 R, 2023 N. |
| Exercices mixtes Nucl.+Ondes | Observés en 2017 N (Ex II = Diffraction + Cobalt-60), 2022 R (Ex 2 = Ondes mécan. + Datation C-14), 2020 R (Ex II = Ondes + Radon-222). Tendance légèrement croissante. |
| Applications visées (CDR 2025) | Radioactivité α, β⁻ systématiquement. β⁺ et γ moins fréquents mais au programme. Applications : médecine (curiethérapie, pacemaker, suivi sanguin), datation, énergie nucléaire. |
LÉGENDE : ■ Fond vert = Exercice nucléaire dédié ■ Fond jaune (Thèmes/Pts) = Exercice mixte (nucléaire + autre domaine) ■ Fond rouge = Pas d'exercice nucléaire ■ Pts '~x' = estimation (exercice mixte) ■ '—' = absent / données insuffisantes
| fait | Année | Sess. | Ex. | Sous-domaine(s) CDR | Radioélément / Réaction | Thèmes évalués | Pts | Remarques |
|---|
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