Download
1 / 13
130 likes | 612 Views
Задачи по ядерной физике. Период полураспада. Период полураспада ( T) – время, за которое распадается ровно половина вещества. Таким образом через время t=T останется нераспавшимся половина вещества, через t=2T 1/2 ×1/2=1/4 вещества, через t=3T – 1/8 и т.д. Общая формула:.
E N D
Период полураспада Период полураспада (T) – время, за которое распадается ровно половина вещества. Таким образом через время t=T останется нераспавшимся половина вещества, через t=2T 1/2×1/2=1/4 вещества, через t=3T – 1/8 и т.д. Общая формула: Где N – количество молекул, а m – масса нераспавшегося вещества
Радиоактивность Определяется как скорость распада, т.е. количество распадов в секунду. В системе СИ измеряется в распады/секунду или просто с-1. При этом получаются очень большие числа, поэтому на практике пользуются единицей рентген/час. 1 рентген соответствует дозе облучения при котором гамма кванты образуют в 1 см3 воздуха 2×109 пар ионов. Очевидно, что радиоактивность пропорциональна количеству радиоактивного вещества, а значит
Задача 1 Некоторый изотоп A подвержен β-распаду, в результате чего образуется изотоп B, не обладающий никакой радиоактивностью, и имеет период полураспада T= 2 дня. Взяли 200 г изотопа. Сколько изотопа В будет через 6 дней.
Решение задачи № 1 Обратим внимание, что при β-распаде масса не меняется, что означает, что суммарная масса вещества остаётся неизменной. Рассчитаем количество вещества А, оставшееся нераспавшимся через данный промежуток времени. г Тогда mВ=200-25=175 г
Задача № 2 В результате радиационной катастрофы произошло заражение местности изотопами X, Y и Z. Сразу после аварии собственные активности изотопов были: αx=320мкР/час,αY=200мкР/час, αz=80 мкР/час,периоды полураспада изотопов: Tx=2год, TY=4года, Tz=3года. Если не проводить дезактивацию, возможно ли проживание людей на этой территории через 12 лет. Безопасным считается уровень радиации 50 мкР/час, естественный фон радиации в этой местности составляет 12мкР/час
Решение задачи № 2 Найдём активности всех 3ч изотопов через указанное время и просуммируем их, не забыв добавить естественный фон α0 мкР/час мкР/час мкР/час мкР/час Ответ: можно (т.к. 47<50)
Энергия связи ядра Найти энергию связи ядра (1327Al), если Масса ядра 26,9815 а.е.м. Масса нейтрона 1,0086 а.е.м. Масса протона 1,0073 а.е.м.
Решение задачи №3 Ищем массу составных частей:В ядре 13 протонов и 27-13=14 нейтронов. Их масса в свободном состоянии. M0=13· 1,0073+14· 1,0086=27,2153 а.е.м. Дефект массы ΔМ=27,2153- 26,9815= =0,234 а.е.м.=0,234·1,67·10-27=0,39·10-27кг Энергия связи W=Δmc2=0,39·10-27 ·9·1016=3,51·10-11Дж (c – скорость света, c=3·108м/с)
Задачи 4,5 Найти энергетический выход реакций, определить происходят они с выделением или поглощением энергии Справочные данные: массы изотопов 42He 4,0026 21H 2,0141 31H 3,0160 63Li 6,0151 73Li 7,0160 84Be 8,0053 Нейтрон 1,0087 1 а.е.м.=1,67·10-27 кг
Примечание Энергия, которую мы посчитали не так уж и мала, это энергия на одну реакцию. Если в задаче № 5 взять 7 г лития, это 1 моль = 6·1023 атомов, соответственно произойдёт 6·1023реакций, выделится Q= 2,4·10-13· 6·1023=14,4·1010 =144·109 Дж = 144 ГДж тепла! Это энергия выделяемая при сгорании 4500 л бензина.
