textarchive.ru

Главная > Учебно-методическое пособие


125. Найти энергию, выделяющуюся при делении 1 г урана – 235.

126. Массы нейтральных атомов в а.е.м.: 16O  -   15,9949; 15O  -   15,0030; 15N  -   15,0001. Чему равны энергии отделения нейтрона и протона в ядре 16O?

127. Определить энергию W, выделяемую 1 мг препарата 210Po за время, равное среднему времени жизни, если при одном акте распада выделяется энергия E = 5,4 МэВ.

128. Энергии связи ядер 114Cd, 114In и 114Sn равны соответственно 972,63 МэВ, 970,42 МэВ и 971,61 МэВ. Определить возможные виды - распада ядра 114In.

129. Массы нейтрона и протона в энергетических единицах равны соответственно mn = 939,6 МэВ и mp = 938,3 МэВ. Определить массу ядра 2H в энергетических единицах, если энергия связи дейтрона Eсв (d) = 2,2 МэВ.

130. Найдите энергию –частиц, способных вызвать на ядрах азота-14 реакцию, продуктом которой являются протоны.

131. Вычислить в мегаэлектронвольтах энергию покоя -частицы. Определить скорость -частицы, если ее кинетическая энергия равна 10 МэВ.(Отв. 3727 МэВ; 2,2м/с).

132. Вычислить энергию связи ядер наиболее тяжелого изотопа водорода – трития и бора . (Отв.8,5 МэВ; ~ 76,3 МэВ).

133. Энергия связи дейтрона (ядра тяжелого водорода) 2,2 МэВ. Определить массу ядра и массу нейтрального атома в атомных единицах массы. (Отв. 2,01416 а.е.м.; 2,01471 а.е.м.).

134. Вычислить энергию связи ядер и . Какое из этих ядер более устойчиво? (Отв.8,5 МэВ;7,7 МэВ).

135. Найти энергию связи ядер урана и . Какое из этих ядер более устойчиво? (Отв. 1786 МэВ; 1804 МэВ).

136. Вычислить энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядрах бериллия , меди и серебра . (Отв. 6,38 МэВ; 8,75 МэВ; 8,56 МэВ).

137. Найдите удельную энергию связи ядра атома кобальта. Сравните энергии связи нуклонов в ядрах атомов трития () и кобальта (). (Отв.Дж/нуклон).

138. Позитрон и электрон, соединяясь между собой, превращаются в два гамма кванта. Сколько при этом освобождается энергии? Скоростями позитрона и электрона пренебречь.

139. Рассчитайте энергетический выход реакции:

140. При захвате ядром урана U нейтрона происходит деление этого ядра на два осколка. Одним из осколков является ядро стронция Sr. Определить количество нейтронов в ядре второго осколка. (Отв. 88 нейтронов).

141. Ba – один из осколков, образующихся при делении урана U. Найти другой осколок, если при делении испускается еще три нейтрона. (Отв. ).

142. При делении урана – 235 в результате захвата медленного нейтрона образуются осколки: ксенон – 139 и стронций – 94. Одновременно выделяются три нейтрона. Найти энергию, освобождающуюся при одном акте деления.

143. 1 г радия – 226, находящийся в равновесии с продуктами распада, выделяет за t= 1 с E= МэВ. Сколько времени потребуется, чтобы нагреть m = 10 г воды от 0 до за счет энергии радиоактивного распада находящегося в воде 1 г радия -226? Потерями пренебречь.

144. Активность препарата 32P, равна 2 мкКи. Сколько весит такой препарат? Период полураспада T1/2 для 32P равен 14,5 суток.

145. Тепловая мощность ядерного реактора 10000 кВт. Какое количество урана -235 потребляет реактор в сутки? (Отв. 10,5 г)

146. Сколько ядер урана-235 должно делиться в 1 сек, чтобы тепловая мощность ядерного реактора была равна 1 Вт? (Отв.).

147. При какой скорости движения кинетическая энергия протона будет равна энергии связи ядра атома лития? (м/с).

148. Изотоп иттрий – 91, содержащийся в продуктах деления ядра урана, испускает -частицы с энергией q=1,53 МэВ. Найти массу m иттрия – 91, при распаде которой выделится Q= 80 Дж тепла, если энергия -частиц превратится в теплоту.

149. Атомный реактор приводит в действие турбогенератор мощностью N = 2·108 Вт. Определить КПД реактора, если в течение суток расход уранаU составляет 0,54 кг. Считать, что при делении одного ядра урана выделяется Е1 = 3,2·10-11 Дж энергии. (Отв.  = = 0,39).

150. Тепловая мощность ядерного реактора 107Вт. Сколько урана потребляет реактор в сутки? За каждый процесс деления ядра урана выделяется 200 МэВ энергии.

151. Природный уран состоит на n1 = 0,7% из изотопа 235U и на n2 = 99,3% - из 238U. По современным представлениям, все элементы тяжелее железа образовались при взрывах сверхновых звезд, а после этого из получившихся газопылевых облаков, в частности, образовались планеты. По-видимому, в этих выбросах всех изотопов урана было примерно поровну. Оцените, сколько лет назад произошел тот выброс вещества, из которого сформировалась наша Земля. Период полураспада, т. е. время, в течение которого число атомов данного изотопа уменьшается в 2 раза, для 235U равно T1 = 7*108 лет, а для 238U - T2 = 4,5*109 лет.

152. Массы нейтральных атомов в а.е.м.: 16O  -   15,9949, 15O  -   15,0030, 15N  -   15,0001. Чему равны энергии отделения нейтрона и протона в ядре 16O?

153. Активность препарата 32P, равна 2 мкКи. Сколько весит такой препарат? Период полураспада T1/2 для 32P равен 14,5 суток.

154. Во сколько раз число распадов ядер радиоактивного иода 131I в течение первых суток больше числа распадов в течение вторых суток? Период полураспада изотопа 131I равен 193 часам.

155. Энергии связи ядер 114Cd, 114In и 114Sn равны соответственно 972,63 МэВ, 970,42 МэВ и 971,61 МэВ. Определить возможные виды - распада ядра 114In.

156. Определить постоянную распада, среднее время жизни ядра и число ядер радиоактивного изотопа иода , распавшегося в течение суток, если первоначальная масса йода была 10 мг.

157. Определить возраст древних деревянных предметов, если удельная активность изотопа в них составляет 3/5 удельной активности этого же изотопа в только что срубленных деревьях.

158. Активность некоторого радиоактивного препарата уменьшается в 2,5 раза за 7 суток. Найти его период полураспада и среднюю продолжительность жизни ядра.

159. Счетчик Гейгера, установленный вблизи препарата радиоактивного изотопа серебра, при первом измерении регистрировал 5200 -частиц в минуту, а через сутки только 1300. Определить период полураспада изотопа.

160. Мощность двигателя атомного судна составляет 15 МВт, его КПД равен 30%. Определить месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя. Считать, что при каждом акте деления ядра урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.

161. Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей 0,1 кг урана-235 в сутки, если КПД станции равен 16%. Считать энергию, выделяющуюся при одном акте деления ядра урана-235, равной 200 МэВ.

162. Определить массовый расход урана-235 в ядерном реакторе атомной электростанции. Тепловая мощность электростанции равна 10 МВт, КПД электростанции составляет 20%. Считать, что при каждом акте деления ядра урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.

163. Найти мощности экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз на расстоянии 1,5 м от препарата радиоактивного кобальта-60 массой 1 мг.

164. Определить экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы от 0,1 г препарата радия-226 за 20 минут на расстоянии 1 м.

165. Найти экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы для биологической ткани при облучении в течении 10 минут препаратом иридия-192 массой 5 мг, находящимся на расстоянии 20 см.

166. Определить, какую часть массы нейтрального атома (m = 19,9272.10-27 кг) составляет масса его электронной оболочки. (Ответ: 2,74.10-4).

167. Определить плотность ядерного вещества, выражаемую числом нуклонов в 1 см3, если в ядре с массовым числом А все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса. (Ответ: = 3/(4πRd3) = 8,7.1037 см-3).

168. Объяснить, почему плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер.

169. Определить, что больше – масса атомного ядра или масса свободных нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в его состав.

170. Определить, какая энергия в электрон-вольтах соответствует дефекту массы Δm = 3·10-20 мг. (Ответ: 16,9 ГэВ).

171. Определить энергию связи ядра атома гелия . Масса нейтрального атома гелия равна 6,6467.10-27 кг. (Ответ: 28,4 МэВ).

172. Определить удельную энергию связи δЕСВ (энергию связи, отнесенную к одному нуклону) для ядер: 1) ; 2) . Массы нейтральных атомов гелия и углерода соответственно равны 6,6467.10-27 и 19,9272.10-27 кг. (Ответ: 1) 7,1 МэВ/нуклон; 2) 7,7 МэВ/нуклон).

173. Используя данные задачи 10.13, определить, какая необходима энергия, чтобы разделить ядро на три альфа-частицы. (Ответ: 7,26 МэВ).

174. Определить массу изотопа , если изменение массы при образовании ядра составляет 0,2508.10-27 кг. (Ответ: 2,4909.10-26 кг).

175. При отрыве нейтрона от ядра гелия образуется ядро . Определить энергию, которую необходимо для этого затратить. Массы нейтральных атомов и соответственно равны 6,6467·40-27 и 5,0084·10-27 кг. (Ответ: 20,64 МэВ).

176. Энергия связи EСВ ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определить массу m нейтрального атома, обладающего этим ядром. (Ответ: 1,165.10-26 кг).

177. Определить, какую долю кинетической энергии теряет нейтрон при упругом столкновении с покоящимся ядром углерода , если после столкновения частицы движутся вдоль одной прямой. Массу нейтрального атома углерода принять равной 19,9272·10-27 кг. (Ответ: 0,286).

178. Определить число нуклонов, которые могут находиться в ядре на наинизшем квантовом уровне. (Ответ: 4).

179. Определить, во сколько раз магнетон Бора (единица магнитного момента электрона) больше ядерного магнетона (единица магнитного момента ядра). (Ответ: В 1835 раз).

180. Охарактеризовать свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.

181. Объяснить принципы построения ядерной и оболочечной моделей ядра.

182. Объяснить, почему радиоактивные свойства элементов обусловлены только структурой их ядер.

183. Считая постоянную λ радиоактивного распада известной и используя закон радиоактивного распада, вывести выражение для: 1) периода полураспада Т1/2радиоактивного ядра; 2) среднего времени жизни τ радиоактивного ядра. (Ответ: 1) Т1/2 = (ln2)/λ; 2) τ = 1/λ).

184. Определить постоянную радиоактивного распада λ для изотопов: 1) тория ; 2) урана ; 3) иода I. Периоды полураспада этих изотопов соответственно равны: 1) 7.103лет; 2) 4,5.109 лет; 3) 8 сут. (Ответ: 1) 3,13·10-12 с-1; 2) 4,87·10-18 с-1; 3) 10-6 с-1).

185. Определить, что (и во сколько раз) продолжительнее – три периода полураспада или два средних времени жизни радиоактивного ядра.

186. Определить, во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза. (Ответ: В 64 раза).

187. Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни τ радиоактивного ядра. (Ответ: 13,5 %).

188. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада T1/2. (Ответ: 0,75).

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

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

191. Постоянная радиоактивного распада изотопа равна 10-9 с-1. Определить время, в течение которого распадется 2/5 начального количества ядер этого радиоактивного изотопа. (Ответ: 16,2 года).

192. Первоначальная масса радиоактивного изотопа иода (период полураспада Т1/2 = 8 сут) равна 1 г. Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 3 сут. (Ответ: 1) 4,61·1015 Бк; 2) 3,55·1015 Бк).

193. Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент времени составляла 100 Бк. Определить активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада. (Ответ: 70,7 Бк).

194. Начальная активность 1 г изотопа радия равна 1 Ки. Определить период полураспада T1/2 этого изотопа. (Ответ: 1582 года).

195. Принимая, что все атомы изотопа магния ½=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).

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

197. Определить удельную активность а (число распадов в 1 с на 1 кг вещества) изотопа , если период его полураспада T1/2 = 4,5·109 лет. (Ответ: a = NA(ln2)/(MT1/2) = 12,З МБк/кг).

198. Покоившееся ядро радона 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) 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).

199. Покоившееся ядро полония 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) 339 км/с; 2) 0,02).

200. Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции . Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184.10-26 и 3,8177.10-26 кг. (Ответ: Q = 2,91 МэВ).

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

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

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

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

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

206. Свободное покоившееся ядро (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: Δε = E2/(mc2) = 0,047 эВ.

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

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

209. Определить, является ли реакция экзотермической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Ответ: 1,64 МэВ.

210. Определить, поглощается или выделяется энергия при ядерной . Определить эту энергию. Ответ: 17,6 МэВ.

211. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции:  = 7,2992·10-26 кг,  = 1,6736·10-227 кг,

 = 6,8021·10-27 кг,  = 6,6467.10-27 кг.

212. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции:  = 2,3253·10-26 кг,  = 6,6467·10-27 кг,

 = 1,6737·10-27 кг,  = 2,8229.10-26 кг.

213. В ядерной реакции выделяется энергия ΔW = 3,27 МэВ. Определить массу атома , если масса атома равна 3,34461·10-27 кг. 9Ответ: 5,00841.10-27кг).

214. Жолио-Кюри облучали алюминий α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад.. Записать эту реакцию.

215. Жолио-Кюри облучали магний α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад. Записать данную реакцию.

216. В процессе осуществления реакции γ энергия E0 фотона составляла 2,02 МэВ. Определить суммарную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. (Ответ: 1 МэВ).

217. 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).

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

219. Ядро урана , 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.

220. 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).

221. Ядро урана, , 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.

222. При захвате теплового нейтрона ядром урана образуются два осколка деления и два нейтрона. Определить порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим осколком является ядро стронция .

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

224. Определить энергию (в электрон-вольтах), которую можно получить при расщеплении 1 г урана , если при расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. (Ответ: 5,12.1023 МэВ).

225. Определить суточный расход чистого урана атомной электростанцией тепловой мощностью P = 300 МВт, если энергия E, выделяющаяся при одном акте деления, составляет 200 МэВ. (Ответ: 316 г).

226. 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).

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

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

229. Найти период полураспада T1/2 радиоактивного изотопа, если его активность за время t=10 сут уменьшилась на 24% по сравнению с первоначальной.

230. Определить, какая доля радиоактивного изотопа 89Ac225 распадается в течение времени t=6 сут.

231. Активность А некоторого изотопа за время t=10 сут уменьшилась на 20%. Определить период полураспада T1/2 этого изотопа.

232. Определить массу m изотопа 53I131, имеющего активность А=37 ГБк.

233. Найти среднюю продолжительность жизни  атома радиоактивного изотопа кобальта 27Co60.

234. Счетчик -частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал N1=1400 частиц в минуту, а через время t=4 ч - только N2=400. Определить период полураспада T1/2 изотопа.

235. Во сколько раз уменьшится активность изотопа 15P32 через время t=20 сут?

236. На сколько процентов уменьшится активность изотопа иридия 77Ir192 за время t=15 сут?

237. Определить число N ядер, распадающихся в течение времени: 1) t1=1 мин; 2) t2=5 сут, - в радиоактивном изотопе фосфора 15P32 массой m=1 мг.

238. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада T1/2 изотопа.

239. Вычислить энергию связи Есв ядра дейтерия 1H2 и трития 1H3.

240. Определить число N атомов радиоактивного препарата йода 53I131 массой т=0,5 мкг, распавшихся в течение времени: 1) t1=1 мин; 2) t2=7 суток.

241. Определить активность А радиоактивного препарата массой т=0,1 мкг.

242. Сколько атомов полония распадается за сутки из 1 млн. атомов?

243. Природный уран представляет собой смесь трех изотопов: 92U234, 92U235, 92U238. Содержание урана 92U234 ничтожно (0,006%), на долю 92U235 приходится 0,71%, а остальную массу (99,28%) составляет уран 92U238. Периоды полураспада этих изотопов соответственно равны 2,5·105 лет, 7,1·108 лет и 4,5·109 лет. Вычислить процентную долю радиоактивности, вносимую каждым изотопом в общую радиоактивность природного урана.

244. К 10 мг радиоактивного изотопа 20Са45 примешано 30 мг нерадиоактивного изотопа 20Са40. Насколько уменьшилась удельная активность препарата?



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Данилова релятивистской механики

    Методическое пособие
    ... к.т.н., Омского института (филиала) РГТЭУ Данилова, О.Т. Основы релятивистской механики: Учебно ... –методическое пособие. / О.Т. Данилова – Омск: Издатель ИП Погорелова Е.В., ... Закон Мозли Элементы физики атомногоядра и элементарных частиц Энергия ...
  2. Атомной энергетики библиографический указатель литературы поступившей в библиотеку иатэ

    Документ
    ... пособие для мед. вузов / ред. Л. А. Данилова. - СПб. : Сотис, 2007. - 152 с. ... регулирование безопасности при использовании атомной энергии" перечня нормативных правовых ... 539.12 И 97 Ишханов Б. С. Частицы и атомныеядра : учеб. для студ. вузов / Б. С. ...
  3. Атомной энергетики библиографический указатель литературы поступившей в библиотеку иатэ (2)

    Документ
    ... пособие для мед. вузов / ред. Л. А. Данилова. - СПб. : Сотис, 2007. - 152 с. ... регулирование безопасности при использовании атомной энергии" перечня нормативных правовых ... 539.12 И 97 Ишханов Б. С. Частицы и атомныеядра : учеб. для студ. вузов / Б. С. ...
  4. Знаки внимания отклики отзывы рецензии

    Документ
    ... в душе нехватило боли. Альтиста Данилова (в романе В.Орлова) наказали повышенной ... видит. Так, невозможно понять атомноеядро, не зная сильных взаимодействий, ... 2 и 4 января, я вспоминал "альтиста Данилова", которого наказали способностью чувствовать все ...
  5. Знаки внимания отклики отзывы рецензии

    Документ
    ... в душе нехватило боли. Альтиста Данилова (в романе В.Орлова) наказали повышенной ... видит. Так, невозможно понять атомноеядро, не зная сильных взаимодействий, ... 2 и 4 января, я вспоминал "альтиста Данилова", которого наказали способностью чувствовать все ...

Другие похожие документы..