ЭЛЕМЕНТЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ И ФИЗИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

-----------------------------------------------------------------------

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

-----------------------------------------------------------------------

1. -распадом является ядерное превращение, происходящее по схеме …

-----------------------------------------------------------------------

Решение: При -распаде в ядре происходит превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона и электронного нейтрино: .

-----------------------------------------------------------------------

2. В результате столкновения нейтрона с ядром  наблюдается испускание дейтерия. В результате этой реакции возникает ядро …

-----------------------------------------------------------------------

Решение: Дейтерием называется тяжелый водород или изотоп водорода, ядро которого содержит один протон и один нейтрон, . С учетом этого рассматриваемую реакцию можно представить следующим образом: . В ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового и зарядового чисел. Следовательно, у образовавшегося в результате реакции ядра , что соответствует ядру изотопа азота .

-----------------------------------------------------------------------

3. Произошло столкновение -частицы с ядром бериллия . В результате образовался нейтрон и изотоп …

-----------------------------------------------------------------------

Решение: Используя закон сохранения массового и зарядового числа, можно записать данную ядерную реакцию: Следовательно, неизвестным изотопом с массовым числом 12 и зарядовым числом 6 является углерод .

-----------------------------------------------------------------------

4. Из радиоактивного тория  в результате четырех -распадов и двух ^–-распадов образуется …

-----------------------------------------------------------------------

Решение: При радиоактивном распаде выполняются законы сохранения массового числа и зарядового числа.  При -распаде одним из продуктов распада является -частица, при ^–-распаде – ^–-частица. -частица – это ядро атома гелия с массовым числом 4 и зарядовым числом +2.  ^–-частица – это электрон с массовым числом 0 и зарядовым числом –1. Таким образом в результате четырех -распадов и двух ^–-распадов массовое число уменьшится на 16, а зарядовое число – на 6. Это изотоп полония .

-----------------------------------------------------------------------

5. Для -распада несправедливым является утверждение, что …

	вылетающие из ядра -частицы могут иметь любую энергию
	-распад идет с выделением энергии
	-распаду подвержены тяжелые ядра с массовыми числами  и зарядовыми числами
	уравнение -распада имеет вид: , где – «родительское» ядро, – «дочернее» ядро

-----------------------------------------------------------------------

Решение: -распадом называется испускание ядрами некоторых химических элементов -частиц, представляющих собой ядра атомов гелия. Уравнение -распада имеет вид: , где – ядро, подверженное распаду, или «родительское» ядро, – ядро, образующееся в результате распада, или «дочернее» ядро. -распад является свойством тяжелых ядер с массовыми числами  и зарядовыми числами . Исследования показали, что у каждого -излучающего ядра имеется несколько групп «моноэнергетических» -частиц, что свидетельствует о дискретности энергетического спектра ядер.

-----------------------------------------------------------------------

6. Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения …

	электрического заряда
	лептонного заряда
	барионного заряда
	момента импульса

-----------------------------------------------------------------------

Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности закон сохранения электрического заряда: суммарный электрический заряд частиц, вступающих в реакцию, равен суммарному электрическому заряду частиц, полученных в результате реакции. Реакция  не может идти из-за нарушения закона сохранения электрического заряда, так как электрический заряд частицы, вступающей в реакцию, равен –1 в единицах элементарного заряда, а электрический заряд частиц, полученных в результате реакции, равен 0.

-----------------------------------------------------------------------

7. Через интервал времени, равный двум периодам полураспада, останется ____ % нераспавшихся радиоактивных ядер.

	25
	50
	75
	0

-----------------------------------------------------------------------

Решение: Период полураспада  это время, в течение которого первоначальное количество ядер данного радиоактивного вещества распадается наполовину. Через время, равное одному периоду полураспада, останется 50% нераспавшихся радиоактивных ядер, а еще через такой же промежуток времени – 25%.

-----------------------------------------------------------------------

8. Взаимодействие -мезона с протоном в водородной пузырьковой камере идет по схеме Если спин -мезона , то характеристиками ламбда-гиперона будут …

	;
	;
	;
	;

-----------------------------------------------------------------------

Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности законы сохранения электрического заряда и спина. -мезоны имеют спин , а электрический заряд  в единицах элементарного заряда. Спин протона  в единицах постоянной Планка  равен: , а заряд . В соответствии с законами сохранения у ламбда-гиперона  спин , заряд .

-----------------------------------------------------------------------

9. Тяжелый изотоп водорода  может вызвать превращение легкого изотопа лития  в тяжелый изотоп . Такого рода превращения сопровождают …

	протоны
	нейтроны
	позитроны
	-частицы

-----------------------------------------------------------------------

Решение: Рассматриваемую ядерную реакцию можно представить следующим образом: . В ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового и зарядового чисел, применение которых дает . Это – характеристики протона.

-----------------------------------------------------------------------

10. Возраст любого предмета, изготовленного из некогда живой ткани, например, из дерева, можно приближенно определить по удельной активности (активности единицы массы) радиоактивного изотопа углерода , период полураспада которого составляет примерно 5700 лет. Если удельная активность  в деревянном предмете равна  от удельной активности растущего дерева, то дерево, из которого было изготовлено орудие, было срублено примерно ____ лет назад.

	11400
	2850
	22800
	1425

-----------------------------------------------------------------------

Решение: Активность изотопа изменяется со временем по тому же закону, что и число нераспавшихся ядер: , где – постоянная распада, – период полураспада, причем . Тогда . Отсюда  лет.

-----------------------------------------------------------------------