Файл: контрольная работа.pdf

10.35. Начальная активность 1 г изотопа радия 22688 Ra равна 1 Ки.

Определить период полураспада T1/2 этого изотопа. Ответ: 1582 года.

10.36. Принимая, что все атомы изотопа магния 2712 Mg(Т½=10 мин)

массой m = 1 мкг радиоактивны, определить: 1) начальную активность А0 этого изотопа; 2) его активность А через 3 сут.

Ответ: 1) 4,61 ТБк; 2) 3,55 ТБк.

10.37.Определить период полураспада T1/2 некоторого радиоактивного изотопа, если его активность за 5 сут уменьшилась в 2,2 раза. Ответ: 4,4 сут.

10.38.Определить удельную активность а (число распадов в 1 с на 1

кг вещества) изотопа 23892 U , если период его полураспада

T1/2 = 4,5·109 лет. Ответ: a = NA(ln2)/(MT1/2) = 12,З МБк/кг.

10.39.Объяснить, как изменяется положение химического элемента

втаблице Менделеева после α- и β-распадов ядер его атомов.

10.40.Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения,

определить, в какой элемент превращается 23892 U после трех α- и двух β--распадов, Ответ: 22688 Ra .

10.41.Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается 23392 U после шести α-

итрех β--распадов, Ответ: 20983 Bi.

10.42.Ядра радиоактивного изотопа тория 23290Th претерпевают последовательно α-распад, два β--распада и α-распад. Определить конечный продукт деления. Ответ: 22488 Ra .

10.43.Определить, сколько β- и α-частиц выбрасывается при

превращении ядра таллия 21081Tl в ядро свинца 20682 Pb. Ответ: Три β-частицы и одна α-частица.

10.44. Радиоактивный изотоп радия 22588 Ra претерпевает четыре

α-распада и два β--распада. Определить для конечного ядра: 1) зарядовое число Z; 2) массовое число А. Ответ: 1) 82, 2) 209.

10.45.Записать α-распад радия 22688 Ra .

10.46.Покоившееся ядро радона 22288 Rn испускает α-частицу,

имеющую скорость 16 Мм/с. Зная, что масса дочернего ядра составляет 3,62·10-25 кг, определить: 1) импульс α-частицы; 2)

46

кинетическую энергию α-частицы; З) импульс отдачи

дочернего ядра; 4) кинетическую энергию отдачи дочернего ядра. Ответ: 1) 1,07.10-19кг.м/с; 2) 5,35 МэВ; 3) 1,07.10-19 кг.м/с;

4)9,89 кэВ.

10.47.Покоившееся ядро полония 20084 Po испускает α-частицу с

кинетической энергией Тα = 5,77 МэВ. Определить: 1) скорость отдачи дочернего ядра; 2) какую долю кинетической энергии α-частицы составляет энергия отдачи дочернего ядра. Ответ: 1)

339км/с; 2) 0,02.

10.48.Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции

1223 Mg→2311Na+10e+00ν. Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184.10-26 и 3,8177.10-26 кг. Ответ: Q = 2,91 МэВ.

10.49.Записать β--распад магния 2712 Mg.

10.50.Известно, что β--активные ядра обладают до распада и после него вполне определенными энергиями, в то же время

10.51.Объяснить, почему существование антинейтрино полностью позволяет объяснить все особенности β--распада.

10.52.Объяснить, почему при α-распаде одинаковых ядер энергии α- частиц одинаковы, а при β--распаде одинаковых ядер энергии электронов различны.

10.53.Применяя понятия квантовой статистики, объяснить, почему невозможно принципиально создать «нейтринный лазер».

10.54.Описать основные процессы, происходящие при взаимодействии γ-излучения с веществом.

10.55.Свободное покоившееся ядро 19177 Ir (m = 317,10953.10-27 кг) с

энергией возбуждения E = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив γ-квант. Определить изменение энергии γ-кванта, возникающее в результате отдачи ядра. Ответ:

∆ε = E2/(mc2) = 0,047 эВ.

10.56. Назвать два важных механизма, которыми можно объяснить ослабление потока фотонов с энергией Е = 500 кэВ при его прохождении через вещество.

47

10.57. Объяснить, где и почему лучше исследовать длинные цепи рождений и распадов частиц высоких энергий – в камере Вильсона или в пузырьковой камере.

10.58. Определить, является ли реакция 73 Li+11H→74 Be+01n

экзотермической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Ответ: 1,64 МэВ.

10.59. Определить, поглощается или выделяется энергия при ядерной 21H+31H→42 He+01n. Определить эту энергию. Ответ:

63 Li +x→31H+42 He .

10.63. Записать недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях: 1) 105 B (n, α)х; 2) 4018 Ar (α, n)х; 3) x(p, n)3718 Ar ; 4) 23 He (x, p)31H ; 5) x(n, α) 31H .

10.64. В ядерной реакции 21H +2H→23 He+01n выделяется энергия ∆E = 3,27 МэВ. Определить массу атома 23 He , если масса атома

21H равна 3,34461·10-27 кг. Ответ: 5,00841.10-27кг.

48

10.65. Жолио-Кюри облучали алюминий 2713 Al α-частицами, в

результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад.. Записать эту реакцию.

10.66. Жолио-Кюри облучали магний 2412 Mg α-частицами, в

результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад. Записать данную реакцию.

10.67. В процессе осуществления реакции γ→−10 e++10e энергия E0 фотона составляла 2,02 МэВ. Определить суммарную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. Ответ: 1 МэВ.

10.68.При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определить энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала. Ответ: 0,51 МэВ.

10.69.Записать схему электронного захвата (е-захвата) и объяснить его отличие от β±-распадов. Привести пример электронного захвата.

10.70.Дополнить недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях:

1)235x U+01n→14557 La + x +401n ;

2)235x U+01n→99x Zr+135xTe +x01n ;

3)232xTh+01n → x+140x Xe +301n ;

4)xx Pu+01n→80x Se+157x Nd +301n .

10.71. Ядро урана 23592 U , захватывая быстрый нейтрон, превращается

в радиоактивный изотоп урана, который претерпевает β-- распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает β--распад, в результате чего образуется плутоний. Записать все эти процессы в виде ядерной реакции.

49

10.72. Определить кинетическую энергию Т и скорость V теплового

нейтрона при температуре окружающей среды, равной 17 °С.

Ответ: T = 6·10-21 Дж; V = 2,68 км/с.

10.73. Ядро урана, 23592 U , захватывая тепловой нейтрон, делится на

два осколка с массовыми числами 95 и 139, второй из которых, являясь радиоактивным, претерпевает три β--распада. Записать реакцию деления, а также цепочку β--распадов.

10.74. При захвате теплового нейтрона ядром урана 23592 U образуются

два осколка деления и два нейтрона. Определить порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим

осколком является ядро стронция 9538Sr .

10.75.Объяснить, почему деление ядер должно сопровождаться выделением большого количества энергии.

10.76.Определить энергию (в электрон-вольтах), которую можно

получить при расщеплении 1 г урана 23592 U , если при

расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. Ответ: 5,12.1023 МэВ.

10.77. Определить суточный расход чистого урана 23592 U атомной

электростанцией тепловой мощностью P = 300 МВт, если энергия E, выделяющаяся при одном акте деления, составляет

200 МэВ. Ответ: 316 г.

10.78.Определить число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью P = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия E = 200 МэВ, а

среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5.

Ответ: 1,56·1019 с-1.

10.79.Объяснить, почему реакция синтеза атомных ядер – образование из легких ядер более тяжелых – является колоссальным источником энергии.

10.80.Объяснить, почему для протекания термоядерной реакции необходимы очень высокие температуры.

50