РБ3

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

«ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ»

Вариант 11

Выполнила

Студентка гр. _____________________

Проверила _____________________ Федоркина И.А.

Цель: ознакомиться с представленной теорией, провести расчеты, представленные в задачах.

Ход работы:

Теория:

1. РАДИОАКТИВНОСТЬ

1.1. Закон радиоактивного распада. Радиоактивные ядра атомов, распадаясь, испускают тот или иной вид ионизирующего излучения. Уменьшение числа радиоактивных атомов для всех радионуклидов происходит по одному и тому же экспоненциальному закону:

(1.1)

где:

– число радиоактивных атомов за нулевой момент времени, t = 0;

N – число радиоактивных атомов, не распавшихся по прошествии интервала времени, t;

λ – постоянная распада, данного радиоактивного элемента.

e – основание натуральных логарифмов.

Единицей измерения λ является величина, обратная единице измерения времени, c–1. Численное значение постоянной распада радионуклидов можно найти в таблицах или рассчитать, зная T1/2 радионуклида. Продолжительность существования радионуклида обычно выражается периодом полураспада T1/2.

T1/2 – строго постоянная величина для каждого радионуклида и, так же как и постоянная распада, характеризует его временную устойчивость. Период полураспада T1/2 – время, в течение которого число атомов радионуклида, а следовательно, и его активность уменьшаются в результате распада вдвое. Период полураспада связан с постоянной распада следующим соотношением:

(1.2)

где:

- постоянная распада, данного радиоактивного элемента.

– период полураспада – время, за которое число ядер радионуклидов в результате распада уменьшаются в два раза.

Активность радионуклидов. Единица измерения Активность радиоактивного нуклида – это число спонтанных ядерных превращений dN этого нуклида за малый промежуток времени dt, деленное на это время. В единицах СИ активность измеряют в беккерелях (Бк). Временно допускается к применению специальная единица активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7*10¹⁰ Бк. Известно, что в атомной массе Am любого радионуклида содержится 6,023*10²³ атомов (число Авогадро). В дозиметрической практике часто пользуются величиной удельной 3 активности, характеризующей концентрацию радионуклида.

Удельная активность – общая активность радионуклида, приходящаяся на единицу длины q1, площади qs, объема qv или массы qm в источнике. Указанные величины носят соответственно названия линейной, поверхностной, объемной и массовой удельной активности радионуклида.

Расчетная часть:

Задача 1.

Дано: Определить активность 1 г 22688 Rа, находящегося в равновесии с дочерними продуктами распада. T1/2 = 1600 мин.

Решение:

1. Постоянная распада:

2. Число ядер:

3. Активность:

Задача 2.

Дано: Рассчитать массу с активностью 1 Ки 23892 U, если T1/2 = 4,468*109 мин.

Решение:

1. Найдем постоянную распада:

2) Выразим массу через формулы активности вещества и числа атомов и найдем ее:

Задача 3.

Дано: Первоначальная активность 6027 CO равна 38 мКи. T1/2 = 5,27 года. Определить его активность через 3 года.

Решение:

1. 

2. Найдем активность через формулу радиоактивного распада:

Задача 4.

Дано: Два радионуклида имеют одинаковое количество первоначальных атомов, но различные периоды полураспада. Изобразить графически распад радионуклидов, если период полураспада одного из них в два раза больше другого.

Решение:

1. Выразим постоянные распада для обоих радионуклидов:

2. Используем формулу для распада:

3. На основе получившихся выражений построим график:

Задача 5.

Дано: Определить соотношение радиационных и ионизационных потерь β-частиц с энергией 2,18 МэВ в металлическом U.

Решение:

Соотношение радиационных и ионизационных потерь для β-частиц можно выразить через приближенную формулу:

Задача 6.

Дано: Определить кинетическую энергию электрона и позитрона, если энергия поглощенного фотона равна 10 МэВ.

Решение:

1. Формула для энергии фотона:

2. Расчет кинетической энергии:

Задача 7.

Дано: Свежеприготовленный препарат содержит 1,4 мкг радиоактивного 2411 Nа. Какую активность он будет иметь через сутки?

Решение:

1. Постоянная распада:

2. Число ядер:

3. Активность через сутки:

Задача 8.

Дано: Определить число радиоактивных ядер в свежеприготовленном препарате 82 35 Br, если известно, что через сутки его активность стала равной 7,4⋅10⁹ Бк (0,20 Ки).

Решение:

Для 82 35 Br

Задача 9.

Дано: Вычислить удельную активность чистого 239 Ри.

Решение:

Задача 10.

Дано: Определить массу свинца, который образуется из 1,0 кг 23892 U за период, равный возрасту Земли (2,5·10⁹ лет).

Решение:

Москва 2024