ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Перетворення ядер при радіоактивному розпаді

1. Ядро радону , що перебувало у спокої, викинуло -частинку зі швидкістю = 16 Мм/с. На яке ядро перетворилося ядро радону? Яку швидкість отримало воно унаслідок віддачі?

2. Ядро ізотопу кобальту викинуло негативно заряджену -частинку. На яке ядро перетворилося ядро кобальту?

3. На яке ядро перетворилося ядро ізотопу фосфору , викинувши позитивно заряджену -частинку?

4. Ядро захопило електрон з -оболонки атома. Яке ядро утворилося?

5. Визначити зарядове і масове А числа ізотопу, який вийде з торію після трьох, - і двох -перетворень.

6. Скільки - і -частинок викидається при перетворенні ядра урану на ядро вісмуту ?

 

Закон радіоактивного розпаду.

7. Яка ймовірність W того, що даний атом в ізотопі радіоактивного йоду розпадається протягом найближчої секунди?

8. Визначити постійні розпаду ізотопів радію і .

9. Постійна розпаду рубідію дорівнює 0,00077 с-1. Визначити його період напіврозпаду .

10. Яка частина початкової кількості атомів розпадається за один рік у радіоактивному ізотопі торію ?

11. Яка частина початкової кількості атомів радіоактивного актинія залишиться через 5 діб; через 15 діб?

12. За один рік початкова кількість радіоактивного ізотопу зменшилася в три рази. У скільки разів вона зменшиться за два роки?

13. За який час розпадається початкової кількості ядер радіоактивного ізотопу, якщо період його напіврозпаду = 24 год?

14. За час t = 8 діб розпалося k = 3/4 початкової кількості ядер радіоактивного ізотопу. Визначити період напіврозпаду .

15. При розпаді радіоактивного полонію протягом часу = 1 год утворився гелій 4Не, який за нормальних умов зайняв об'єм V = 89,5 см3. Визначити період напіврозпаду полонію.

16. Період напіврозпаду радіоактивного нукліда становить 1 год. Визначити середню тривалість життя цього нукліда.

17. Яка частина початкової кількості радіоактивного нукліда розпадається за час , що дорівнює середній тривалості життя цього нукліда?

 

Активність. Радіоактивна рівновага.

18. Визначити число атомів, що розпадаються в радіоактивному ізотопі за час t = 10 с, якщо його активність А = 0,1 МБк. Вважати активність постійною протягом вказаного часу.

19. Активність А препарату зменшилася в k = 250 разів. Скільком періодам напіврозпаду дорівнює проміжок часу , що минув.

20. За час = 1 доба активність ізотопу зменшилася від = 118 ГБк до А2 = 7,4 ГБк. Визначити період напіврозпаду цього нукліда.

21. На скільки відсотків знизиться активність А ізотопу іридію за час = 30 діб?

22. Визначити проміжок часу, протягом якого активність А ізотопу стронцію зменшиться в = 10 раз; у k2 = 100 разів?

23. Лічильник Гейгера, встановлений поблизу препарату радіоактивного ізотопу срібла, реєструє потік - частинок. При першому вимірюванні потік Ф1 частинок дорівнював 87 с-1, а після закінчення часу t = 1доба потік став дорівнювати 22 с-1. Визначити період напіврозпаду ізотопу.

24. Визначити активність А фосфору масою m = 1 мг.

25. Обчислити питому активність а кобальту .

26. Знайти відношення масової активності стронцію до масової активності а2 радію .

27. Знайти масу т1 урану , що має таку ж активність А, як стронцій масою т2 = 1 мг.

28. Визначити масу т2 радону , що знаходиться в радіоактивній рівновазі з радієм масою т1 = 1 г.

29. Уран є продуктом розпаду найбільш поширеного ізотопу урану . Визначити період напіврозпаду урану, якщо його масова частка w у природному урані дорівнює 6·10-5.

30. Радіоактивний ізотоп випромінює -кванти енергією = 1,28 МеВ. Визначити потужність Р гамма-випромінювання і енергію , що випромінюється за час t = 5 хв ізотопом натрію масою m = 5 г. Вважати, що при кожному акті розпаду випромінюється один -фотон із вказаною енергією.

31. Точкове ізотропне радіоактивне джерело створює на відстані = 1 м інтенсивність гамма-випромінювання, що дорівнює 1,6 мВт/м2. Розуміючи, що при кожному акті розпаду ядра випромінюється один -фотон з енергією = 1,33 МеВ, визначити активність А джерела.

32. Визначити інтенсивність -випромінювання на відстані = 5 см від точкового ізотропного радіоактивного джерела, що має активність А = 148 ГБк. Вважати, що при кожному акті розпаду вивчається в середньому п = 1,8 -фотонів з енергією = 0,51 МеВ кожен.

 


Практичне заняття 3.3

 

Тема: Ядерні реакції

Приклади розв’язання задач

Приклад 1. Знайти енергію реакції

,

якщо відомо, що кінетичні енергії протона , ядра гелію і що ядро гелію вилетіло під кутом 90º до напряму руху протона. Ядро-мішень нерухоме.

 

Розв’язання. Енергія реакції Q є різниця між сумою кінетичних енергій ядер-продуктів реакції і кінетичною енергією налітаючого ядра:

. (1)

У цьому виразі невідома кінетична енергія TLi літію. Для її визначення скористаємося законом збереження імпульсу:

. (2)

Вектори і , за умовою завдання, взаємно перпендикулярні і, отже, разом з вектором утворюють прямокутний трикутник. Тому

. (3)

Виразимо в цій рівності імпульси ядер через їх кінетичні енергії. Оскільки кінетичні енергії ядер, за умовою завдання, багато менше енергій спокою цих ядер, то можна скористатися класичною формулою:

. (4)

Замінивши в рівнянні (3) квадрати імпульсів ядер їх виразами (4), після спрощення одержимо:

,

звідки

.

Підставивши числові значення у формулу (1), знайдемо:

.

 

Приклад 2. Вирішити завдання попереднього прикладу, вважаючи, що кінетичні енергії і напрями руху ядер невідомі.

 

Розв’язання. Застосуємо закон збереження релятивістської повної енергії:

. (1)

Релятивістська повна енергія ядра дорівнює сумі енергії спокою ікінетичної енергії:

. (2)

У формулі (2) для спрощення запису маса спокою позначена не через m0, а через m.

Оскільки ядро-мішень нерухоме, то на підставі формули (2) рівняння (1) матиме вигляд:

. (3)

Визначимо енергію реакції:

. (4)

При числовому підрахунку маси ядер замінені масами нейтральних атомів. Легко переконатися, що така заміна не вплине на результат обчислення. Насправді, оскільки маса т ядра дорівнює різниці між масою нейтрального атома і масою Zme електронів, створюючих електронну оболонку, то:

. (5)

Спростивши рівняння (5), знайдемо:

. (6)

Підставивши числові значення коефіцієнта пропорційності с2 і значення мас нейтральних атомів, одержимо:

,

що співпадає з результатом, одержаним в прикладі 1.

 

Приклад 3. Радіоактивне ядро магнію 23Mg викинуло позитрон і нейтрино. Визначити енергію β+- розпаду ядра.

 

Розв’язання. Реакцію β+-розпаду ядра магнію можна записати наступним чином:

.

Враховуючи, що ядро магнію було нерухомим і маса спокою нейтрино дорівнює нулю, напишемо рівняння енергетичного балансу. На підставі закону збереження релятивістської повної енергії, маємо:

. (1)

Енергія розпаду:

. (2)

Виразимо маси ядер магнію і натрію через маси відповідних нейтральних атомів:

.

Оскільки маси спокою електрона і позитрона однакові, то після спрощень отримаємо:

.

Зробивши підстановку, знайдемо:

.


© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти