2.10. Ядерная физика

1. Какой изотоп образуется из -активного в результате пяти-распадов и четырех -распадов?

2. Определить порядковый номер и массовое число изотопа, который получается из тория ₉₀To²³² после трех - и двух -превращений.

3. Определить, сколько - и -частиц выбрасывается при превращении ядра таллия ₈₁Tl²¹⁰ в ядро свинца ₈₂Pb²⁰⁶.

4. В ядре изотопа кремния ₁₄Si²⁷ один из протонов превратился в нейтрон (⁺-распад). Какое ядро получилось в результате такого превращения?

5. При взаимодействии -частицы с ядрами берилия ₄Ве⁹ образуется нейтрон и новое ядро. Чему равны атомное и зарядовое числа нового ядра. Указать, какому элементу это ядро соответствует.

6. Какой элемент превращается в радиоактивный изотоп ₃Li⁸ после одного - и одного -распада?

7. Два ядра гелия ₂Не⁴ слились в одно ядро, и при этом был выброшен протон. Укажите, ядро какого элемента образовалось в результате такого превращения.

8. Ядро бериллия захватило электрон из к-оболочки атома. Какое ядро образовалось в результате к-захвата?

9. Какая доля первоначального количества радиоактивного изотопа распадается за время жизни этого изотопа?

10. Определить, какая доля радиоактивного препарата ₃₈Х⁹⁰ распадется в течение 10 лет.

11. Определить активность радиоактивного натрия ₁₁Na²⁴, масса которого 10^-6 кг.

12. Один грамм радия испытывает 3,7·10¹⁰ распадов в 1 с. Определить период полураспада и постоянную распада ₈₈Ra²²⁶.

13. Масса радиоактивного изотопа натрия 24 равна 15 мкг, а период полураспада – 13 лет. Определить активность этого изотопа.

14. Определить период полураспада, если за 1 сутки из 10⁸ атомов распадается 1,75·10⁵ атомов.

15. За какое время произойдет распад 5·10^-6 грамм радия, если в начальный момент его масса составляет 0,1 грамм.

16. Период полураспада некоторого радиоактивного нуклида равен 90 мин. Определить среднюю продолжительность жизни этого нуклида (в час.)

17. Определить постоянную распада ядер тория-229, период полураспада которого 7740 лет.

18. Известно, что период полураспада радиоактивного фосфора-32 равен 10 суткам. Какое число распадов происходит ежесекундно в 5 г этого вещества?

19. За восемь суток распалось 75% начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада.

20. Найти постоянную распада радона, если известно, что число атомов радона уменьшается за сутки на 18,2%.

21. Сколько альфа-частиц выбрасывает торий ₉₀Th²³² массой 1 г за сутки? Период полураспада тория 1,39∙10¹¹ лет.

22. Период полураспада плутония равен 24100 годам. Вычислить удельную активность плутония.

23. В кровь человека ввели небольшое количество раствора, содержащего натрий 24 с активностью 2000 Бк. Активность одного литра крови через 5 часов оказалась равной 267 Бк/л. Найти объем крови человека. Период полураспада натрия 24 равен 15 часам.

24. Найти возраст древних деревянных предметов, если удельная активность изотопа углерода С-14 у них составляет 0,6 удельной активности этого же изотопа в только что срубленных деревьях. Период полураспада С-14 равен 5570 годам.

25. Найти промежуток времени (в годах), в течение которого активность стронция уменьшится в 128 раз. Период полураспада стронция принять равным 28 годам.

26. Активность препарата уменьшилась в 250 раз. Скольким периодам полураспада Т равен прошедший промежуток времени?

27. Определить максимальную активность ₈₆Rn²²², находящегося при нормальных условиях в ампуле объемом 1 см³.

28. Активность некоторого радиоизотопа уменьшилась в 20 раз за 20 суток. Найти его период полураспада (в сутках).

29. Определить, во сколько раз удельная активность урана (массовое число ядра 238) меньше удельной активности радия (массовое число ядра 226). Период полураспада урана 4,5∙10⁹ лет, радия-1600 лет.

30. Период полураспада фосфора-32 равен 13 суткам. Найти активность препарата фосфора через 39 суток, если начальная активность 3700 кБк.

31. Удельная энергия связи ядра изотопа железа (массовое число 58) равна 8,79 МэВ. Найти дефект массы ядра этого изотопа. Ответ дать с точностью до 0,01 а.е.м.

32. Вычислить дефект массы, энергию связи ядра и его удельную энергию связи для элемента ₇₉Au¹⁹⁶.

33. Вычислить дефект массы, энергию связи ядра изотопа неона ₁₀Ne²⁰.

34. Сколько нуклонов в ядре изотопа азота, если удельная связь равна 7 Мэв, а энергия связи ядра этого изотопа равна 105 МэВ.

35. Чему равна энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра атома углерода ₆С¹², если энергия связи этого ядра 72 МэВ.

36. Вычислить дефект массы, энергию связи ядра изотопа ₉₂U²³⁵.

37. Найти удельную энергию связи ядра изотопа лития .

38. Найти удельную энергию связи ядра атома гелия .

39. Найти удельную энергию связи ядра атома алюминия .

40. Вычислить дефект массы ядра изотопа гелия ₂Не⁴, если известно, что масса атома гелия равна 4,0026 а.е.м.

41. Определить тепловой эффект термоядерной реакции

42. Вычислить энергию ядерной реакции

43. Вычислить энергию ядерной реакции

44. Определить неизвестный продукт реакции. Вычислить энергию ядерной реакции

45. Какая энергия выделяется при слиянии двух ядер дейтерия, если в результате образуется ядро изотопа гелия ₂Не³ и нейтрон.

46. Написать недостающие обозначения в реакции ₇N¹⁴(n,x)₆C¹⁴.

47. Написать недостающие обозначения в реакции ₉F¹⁹(p,x)₈o¹⁶.

48. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции

_xU²³⁵+₀n¹₅₇La¹⁴⁵+X+4₀n¹.

49. Реактор мощностью 100 МВт производит плутоний ₉₄Pu²³⁹. Исходя из того, что в среднем при одном акте деления ядра ₉₂U²³⁵ возникает 1,5 ядра ₉₄Pu²³⁹, найти, сколько при этом образуется плутония в течение 10 дней.

50. Мировое потребление энергии составляет примерно 3∙10²⁰ Дж в год. Сколько дейтерия в секунду потребовалось бы сжигать в термоядерных реакторах для обеспечения всех современных энергетических потребностей человечества?

51. Сколько энергии можно получить при расщеплении 1 г урана ₉₂U²³⁵, если при расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ?

52. Сколько ядер урана ₉₂U²³⁵ должно делиться в 1 секунду, чтобы тепловая мощность ядерного реактора была равна 1 МВт?

53. В процессе термоядерного синтеза 50 тонн водорода превращаются в 49644 кг гелия. Определить, сколько энергии выделится при этом.

54. Найти энергию, выделяющуюся при ядерной реакции ₁Н²+₁Н²₁Н¹+₁Н³.

55. Написать недостающие обозначения в следующих реакциях

1)₁₃Al²⁷(n,α)x,

2)₂₅Mn⁵³(x,n)₂₈Fe⁵⁸.

Приложение 1

Приложение 2

Десятичные приставки к названиям единиц

Т – тера (10¹²); д – деци (10^-1); н – нано (10^-9);

Г – гига (10⁹); с – санти (10^-2); п – пико (10^-12);

М – мега (10⁶); м – милли (10^-3); ф – фемто (10^-15);

к – кило (10³); мк – микро (10^-6); а – атто (10^-18)