Занятие № 8.
Закон радиоактивного распада.
1.
В начальный
момент образец содержит 6,4
. 10
20 ядер
радиоактивного изотопа с периодом
полураспада Т = 1 мин. Сколько ядер образца
распадётся за промежуток времени от t
1
= 3 мин до
t
2
= 5 мин ?
Ответ:
ядер.
2. В музей принесли две античные деревянные скульптуры. Анализ показал, что в одной из них содержится в 10 раз больше атомов изотопа калия с периодом полураспада 900 лет. Этот изотоп образуется только в растущей древесине. Что можно сказать о ценности обеих скульптур? Ответ: одна из них действительно античная.
3. В образце в некоторый момент времени концентрация ядер одного изотопа с периодом полураспада Т 1 = 3 мин в два раза превышала концентрацию ядер другого изотопа с периодом полураспада Т 2 = 5 мин. Через какой промежуток времени концентрации ядер этих изотопов станут равными?
Ответ: через t = T 1 T2 /(T 2 –T 1 ) = 7,5 мин.
4. Период полураспада свободного нейтрона Т = 12 мин. Чему равно среднее время жизни такого нейтрона? Ответ: = T/ ln 2 17,3 мин.
5.
К концу
третьего часа наблюдения в образце
сохранилось в два раза меньше ядер
некоторого изотопа, чем распалось за
второй час наблюдения. Чему равна
постоянная распада такого изотопа?
Ответ:
6**.
В начальный
момент времени активность препарата
была равна нулю, но в нём начал
образовываться радиоактивный элемент
X со
скоростью
ядер в секунду. Период полураспада ядер
элемента
X равен Т
x
= 10
c. а) Чему
рана активность препарата через время
t =
15 c? б
&
)
Чему будет
равна эта активность, если элемент
X распадается
в радиоактивный элемент Y,
который с
периодом полураспада Т
Y
= 40
c распадается
в стабильные элементы?
Ответ:
а)
Бк (беккерель);
б)
Бк.
Энергетический выход ядерной реакции.
7. Энергетический выход реакции деления ядра некоторого нестабильного изотопа Е В = 100 МэВ. Начальное число ядер этого нестабильного изотопа в образце N 0 =
= 2,5 . 10 10. Какое тепло выделилось в образце за первую секунду наблюдения, если за вторую выделилось вдвое меньше тепла? Ответ: Q 1 = N 0 E B / 2 = 0,2 Дж.
8. В результате распада покоившегося ядра X с удельной энергией связи x = 7,8 МэВ / нуклон вылетают нейтрон и - частица с удельной энергией связи = 6,7 МэВ / нуклон, а образующееся при распаде ядро Y имеет удельную энергию связи, равную Y = 7,9 МэВ / нуклон. Найти массовое число АY образовавшегося ядра, если энергетический выход данной реакции Q = 8,3 МэВ / нуклон.
Ответ:
205 .
9.
Покоящееся
ядро U
238
с удельной
энергией связи
МэВ/нуклон испускает
- частицу
с массой
кг
и превращается в ядроTh
234
с удельной
энергией связи
T
= 7,7
МэВ/нуклон. Чему равна суммарная
кинетическая энергия ядер после распада?
Энергия покоя протона и нейтрона равны,
соответственно, 938,28 МэВ и 939,57 МэВ.
Ответ: К = 21,01 МэВ.
10**.
При
распаде
покоящегося нейтрона образующийся
протон также покоится. Энергии покоя
нейтрона и протона равны, соответственно,
Е n
= 939,57 Мэв
и
Е
р = 938, 28 МэВ.
Найти энергию вылетающего антинейтрино,
считая его безмассовым.
Ответ:
МэВ.
Список задач из “Сборника задач по общему курсу физики” В.С.Волькенштейн для подготовки к контрольным работам (Задачи с “*” приведены с решениями).