Задачи для самостоятельного решения. 7.1. Скорость распада в начальный момент времени составляла 450 расп/мин

7.1. Скорость распада в начальный момент времени составляла 450 расп/мин. Определите скорость распада по истечении половины периода полураспада.

7.2. Сколько атомов распадается за один год в 1 г урана ₉₂U²³⁸ (период полураспада урана 4,5.10⁹лет).

7.3. Постоянная распада l рубидия Rb⁸⁹ равна 0,00077с^-1. Определить его период полураспада.

7.4. Какая часть начального количества атомов радиоактивного актиния Ас ²²⁵ останется через 5 сут? 15 сут?

7.5. Сколько атомов радона распадается за время Dt=1 сут из N=10⁶ атомов?

7.6. Период полураспада радиоактивного нуклида равен 1 ч. Определить среднюю продолжительность жизни t этого нуклида.

7.7. За время t=1 сут активность изотопа уменьшилась от а ₁=118 ГБк до а ₂=7,4 ГБк. Определить период полураспада этого нуклида?

7.8. За какое время произойдет распад полония массой 2 м г, если в начальный момент его масса 0,2?

7.9. Определить активность фосфора Р³² массой 1 мг.

7.10. Найти массу m₁ урана U²³⁸, имеющего такую же активность, как стронций Sr⁹⁰ массой m₂=1 мг.

7.11. Определить начальную активность радиоактивного магния массой 0,2 мкг, а также активность по истечение времени 1 час. Предполагается, что все атомы изотопа радиоактивны.

7.12. В ампулу помещен радон, активность которого а₀= 14,8.10⁹ Бк. Через какое время после наполнения ампулы активность радона будет а= 2,22.10⁹ Бк?

7.13. Найти число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов магния: 1) , 2) , 3) .

7.14. Определить атомные номера, массовые числа и химические символы ядер, которые получатся, если в ядрах протоны заменить нейтронами, а нейтроны – протонами.

7.15. Определить дефект массы и энергию связи ядра атома тяжелого водорода.

7.16. Вычислить энергию связи ядер . Какое из этих ядер более устойчиво?

7.17. Вычислить дефект массы и энергию связи изобаров ₁₀Ne²⁰ и ₉F²⁰, а также определить энергию связи, приходящуюся на один нуклон. Массы нейтральных атомов неона и фтора соответственно равны 19,992 и 20,000 а.е.м.

7.18. Определить удельную энергию связи ядра .

7.19. Сравнить энергию связи, приходящуюся в среднем на один нуклон, в ядрах дейтерия , железа , ксенона и урана .

7.20. Какую наименьшую энергию связи нужно затратить, чтобы разделить ядро углерода на две одинаковые части?

7.21 Определить наименьшую энергию связи, необходимую для разделения ядра углерода на три одинаковые части.

VIII. Ядерные реакции.

1. Ядерные реакции – взаимодействие ядер между собой или ядер с элементарными частицами с образованием новых ядер и новых частиц. Условная запись ядерной реакции:

Х + а = Y + b,

где Х – исходное ядро, а – частица-снаряд, Y – новое ядро, b – новая частица.

2. Ядерные реакции подчиняются законам сохранения: заряда, масс, энергии, импульса.

3. Ядерные реакции происходят с выделением или поглощением энергии. Энергия ядерной реакции определяется как разность кинетических энергий вновь образованных и исходных частиц. По закону сохранения энергии:

m_xc²+m_ac²+E_кX= m_yc²+m_bc²+E_кY+ E_кb.

Обозначим Q=E_кY+E_кb- E_кX – энергетический выход реакции:

Q=[(m_x+m_a)-(m_y+m_b)]c².

Если Q>0 - реакция экзотермическая (с выделением энергии).

Если Q<0 - реакция эндотермическая (с поглощением энергии).

4. Примеры ядерных реакций:

а) под действием a-частиц:

б) под действием протонов:

в) под действием нейтронов:

г) цепная ядерная реакция - деление тяжелых ядер под действием нейтронов;

д) термоядерная реакция - слияние легких ядер:

;