Фізика / Домашн_ завдання 1-2 семестри / Семестр2 / Домашн_ завдання / Тема 7

Тема 7. Елементи фізики ядра. Ядерні реакції. Радіоактивність

mPu = 239,051223 а.о.м, урану mU = 235,043941 а.о.м.

3.Яка кількість урану 23592 U витрачається за добу на АЕС потужністю 5000 кВт? ККД узяти рівним 17%. Вважати, що при кожному акті розпаду виділяється енергія 200 МеВ.

4.У ядро атома літію влучає протон зі швидкістю 1,5 107 м/с. В результаті реакції утворюється дві α-частинки з однаковими енергіями. Знайти кут

розльоту α-частинок ϕ (див. рисунок). Маса α-частинки mα = 4,00260361 а.о.м., маса протону mp =1,00782522 а.о.м., маса літію mLi = 7,0160053 а.о.м.

5.Визначити енергію, яка виділяється при синтезі m = 1 г гелію з дейтерію і тритію за реакцією

12 H +13H →24 He+01n , якщо маси 12 H , 13H , 24He, 01n відповідно дорівнюють m1 = 2,01410 а.о.м., m2 = 3,01605 а.о.м., m3 = 4,00260 а.о.м., m4 =1,00866 а.о.м.

6. У водневій бомбі відбувається некерований синтез гелію 12 D+31T →24 He+01n . При випробуванні

реальної бомби виділилася енергія 4,23 1014 Дж. Яка маса дейтерію та тритію була завантажена у бомбу? Маси елементів, які беруть участь у реакції дорівнюють: mD = 2,01410222 а.о.м.,

mT = 3,01604971 а.о.м., mHe = 4,00260361 а.о.м., mn =1,00866 а.о.м.

7.Вміст радію на Землі у різних породах у середньому складає 1/1012 (за атомами). Який був вміст радію у минулому 104, 106, 5 109 років від теперішнього моменту часу? Період напіврозпаду радону 1620 років.

8.За час t = 8 діб розпалося ¾ початкової кількості ядер радіоактивного ізотопу. Визначити період напіврозпаду.

9.Визначити через скільки часу залишиться 99%, 50%, 1% радіоактивних ядер актинію 225Ac. Період напіврозпаду актинію 10 діб.

10.Через свинець проходить вузький пучок γ - випромінювання. При якому значенні енергії ε гама-фотонів товщина x1/ 2 шару половинного ослаблення буде максимальною? Визначити максимальну товщину xmax шару половинного ослаблення для свинцю.

11.На яку глибину необхідно занурити у воду джерело γ - випромінювання (енергія ε гамафотонів дорівнює 1,6 МеВ), щоб інтенсивність І пучка, який виходить з води, була зменшена у

к = 1000 разів?

12.Період напіврозпаду аргону 1841 Ar дорівнює 110 хвилин. Визначити час, протягом якого розпадеться 25% початкової кількості атомів.

13.Обчислити товщину шару половинного поглинання свинцю, через який проходить вузький монохроматичний пучок γ- променів з енергією 1,2 МеВ.

14.Період напіврозпаду ізотопу 2760Co дорівнює 5,3 роки. Визначити сталу розпаду і середню тривалість життя атомів цього ізотопу.

15.Обчислити дефект маси, енергію зв’язку та питому енергію зв’язку для елемента 10847 Ag .

19.У який елемент перетворюється 23892 U після трьох α- розпадів та двох β- розпадів?

20.Розрахувати товщину захисного шару води, котрий ослаблює інтенсивність γ- випромінювання з енергією 1,6 МеВ у 5 разів.

21.За рік розпалося 60% деякого вихідного радіоактивного елементу. Визначити період напіврозпаду цього елементу.

22.Знайти енергію зв’язку ядра ізотопу літію 37 Li .

23.Обчислити енергію термоядерної реакції 12 H +37Li→24 He+01n .

24.Знайти продукт реакції при бомбардуванні ядер ізотопу магнію 1224Mg α- частинками, якщо відомо, що у цій реакції виділяються нейтрони.

25.Визначити сталу розпаду та число атомів радону, що розпалися упродовж доби, якщо початкова маса радону 10 г.

26.Період напіврозпаду 2760Co дорівнює 5,3 роки. Визначити, яка частка початкової кількості ядер цього ізотопу розпадеться через 5 років.

27.Яка енергія γ- променів, якщо при проходженні через шар алюмінію завтовшки 5 см інтенсивність випромінювання ослаблюється у тричі?

28.Записати схему ядерної реакції та визначити невідомий елемент, який утворюється при бомбардуванні ядер ізотопів алюмінію 1327 Al α- частинками, якщо відомо, що один з продуктів реакції нейтрон.

29.Визначити дефект маси для ядра ізотопу водню 12 H .

30.Яка кількість енергії вивільняється при з’єднанні одного протону і двох нейтронів у атомне ядро?

Рис. 7.3.