Теоретический минимум

· Состав ядра. Нуклоны. Заряд, размеры и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое число. Изотопы.

· Свойства и природа ядерных сил. Дефект массы и энергия связи в ядре. Устойчивость ядер. Капельная и оболочечная модели ядра.

· Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

· Основные характеристики -, -распада, -излучения. Правила смещения.

· Понятие о ядерных реакциях. Законы сохранения в ядерных реакциях. Тепловой эффект ядерных реакций. Реакции деления и синтеза.

· Космические лучи. Устройство и принцип действия счетчика Гейгера-Мюллера.

· Виды фундаментальных взаимодействий. Переносчики фундаментальных взаимодействий.

· Элементарные частицы и их характеристики. Классы элементарных частиц.

· Механизмы ослабления -лучей при прохождении вещества. Коэффициент ослабления -лучей.

Контрольные задания

Вариант 1

1. Охарактеризуйте свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.

2. Реакция распада электрона по схеме

невозможна вследствие невыполнения закона сохранения

1. лептонного заряда

2. электрического заряда

3. энергии

3. Сколько α- и β-распадов должно произойти, чтобы америция превратился в стабильный изотоп висмута

4. Какую наименьшую энергию связи нужно затратить, чтобы разделить ядро на две одинаковые части? (23,85 МэВ)

5. Определите, во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза. (64)

6. Найти количество полония , активность которого равна A₀=3.7∙10¹⁰ Бк. (2,2∙10^-7кг)

7. Определите энергию, выделяющуюся в результате реакции . Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184∙10^-26 кг и 3,8177∙10^-26кг.(2,91 МэВ)

Вариант 2

1. Известно, что β-активные ядра обладают до распада и после него вполне определенными энергиями, в то же время энергетический спектр β-частиц является непрерывным. Объясните непрерывность энергетического спектра испускаемых электронов.

2. Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения

1. электрического заряда
2. барионного заряда
3. лептонного заряда
4. спинового момента импульса

3. Сколько α- и β-распадов должно произойти, чтобы америция превратился в стабильный изотоп висмута

4. Энергия связи Е_св ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определите массу m нейтрального атома, обладающего этим ядром.(1,165∙10^-26 кг)

5. Определите период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с. (10 мин)

6. Найти активность A₀ полония массой m=1 мкг. (A₀=1.67⋅10⁸ Бк.)

7. Определите, выделяется или поглощается энергия при ядерной

реакции . Массы ядер, участвующих в реакции: =2,3253∙10^{-26 кг, =6,6467∙10-27 кг}, =1,6736∙10^{-27 кг}, =2,8229 ∙10^{-27 кг.}

Вариант 3

1. Механизм и основные характеристики -распада. Тонкая структура -распада.

2. Нуклоны в ядре взаимодействуют посредством обмена виртуальными частицами. Процесс их образования соответствует схеме…

1) 2)

3) 4)

3. Какой изотоп образуется из после трех α- распадов и двух β- распадов?

(.)

4. При отрыве нейтрона от ядра гелия образуется ядро . Определите энергию связи, которую необходимо для этого затратить. Масса нейтральных атомов и соответственно равна 6,6467∙10^{-27 кг и 5,0084∙10-27} кг. (20,64 МэВ)

5. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определите время, за которое распадется 1/3 начального количества ядер актиния. (5,85 сут.)

6. Найти удельную активность A₀ искусственно полученного радиоактивного изотопа стронция . (A₀=5.3⋅10¹⁵ Бк/кг)

7. В ядерной реакции выделяется энергия ΔЕ = 3,27 МэВ. Определите массу атома , если масса атома равна 3,34461∙10^{-27 кг. (5,00841∙10-27} кг)

Вариант 4

1. Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.

2. На рисунке показана диаграмма распада К⁺-мезона. Эта диаграмма соответствует реакции …

1.

2.

3.

3. Определите, сколько β - и α -частиц выбрасывается при превращении ядра таллия в ядро свинца .

4. Определите массу изотопа , если изменение массы при образовании ядра составляет 0,2058∙10^{-27 кг. (2,4909∙10-26} кг)

5. Сколько атомов полония распадается за сутки из одного миллиона атомов? Период полураспада для полония составляет Т_1/2 = 138 сут. (5000)

6. В ампулу помещен радон, активность которого A₀=14.8⋅10⁹ Бк. Через какое время t после наполнения ампулы активность радона будет равна: A(t)=2.22⋅10⁹ Бк? (t=10.4 суток.)

7. Определите, является ли реакция экзотермической или эндотермической. Определите энергию ядерной реакции.(-1,64 МэВ, эндотермической)

Вариант 5

1. Космические лучи. Устройство и принцип действия счетчика Гейгера-Мюллера.

2. Взаимодействие К⁰-мезона с протонами в водородной пузырьковой камере идет по схеме. Если спин π-мезона S_n=0, то характеристиками К⁰-мезона будут…

1) 2) 3)

3. Какой изотоп образуется из ядра Тория после четырех α-распадов и двух β-распадов?

4. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы разделить на отдельные нуклоны ядро (m_А=7,01601 а.е.м.)? (39,4 МэВ)

5. Период полураспада Т_1/2 радиоактивного нуклида равен 1 ч. Определить среднюю продолжительность жизни этого нуклида. (1,44 ч)

6. Найти массу m радона , активность которого A₀ = 3,7∙10¹⁰ Бк. Период полураспада изотопа Т_1/2 = 3,8 сут. (6,51∙10^-9 кг)

7. Определите, поглощается или выделяется энергия при ядерной реакции . Определите эту энергию. (17,6 МэВ)