- •Физика в строительном деле ЗадачиВопросыПрактикум
- •Часть 1. Качественные вопросы. Задачи……………………………………………………..5
- •Часть 2. Практикум. Введение……………………………………………………………... 63
- •Часть 1. Качественные вопросы. Задачи.
- •I. Строительная теплофизика, теплотехника
- •Информация 1. Биографические сведения
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •II. Влажность. Конденсация
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •III. Звук. Архитектурно-строительная акустика
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •IV. Свет. Строительная светотехника
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •V. Радиоактивность и строительное дело
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •VI. Электромагнитное излучение и строительное дело
- •Основные формулы [1]
- •Образцы решения задач
- •Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
- •Часть 2. Практикум.
- •Указание по технике безопасности
- •Работа 1 исследование температурного поля наружной стены методом электрического моделирования
- •1.1. Теоретическое введение [1]
- •1.2. Описание экспериментальной установки
- •1.3. Порядок проведения эксперимента
- •1.4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •2.2. Описание экспериментальной установки
- •2.3. Проведение экперимента
- •Форма 2
- •2.4. Обработка экспериментальных результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Работа 3
- •3.1. Теоретическое введение [1]
- •3.2. Описание экспериментальной установки
- •3.3. Проведение эксперимента
- •3.4. Обработка экспериментальных результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Работа 4 определение коэффициента теплопроводности строительных материалов методом цилиндрического зонда
- •4.1. Теоретическое введение [1]
- •4.2. Описание экспериментальной установки
- •4.3. Проведение эксперимента
- •Форма 4
- •4.4. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Работа 5
- •5.2. Схема экспериментальной
- •5.3. Проведение эксперимента
- •5.4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Описание экспериментальной установки
- •6.3. Проведение эксперимента
- •6.4. Обработка экспериментальных данных
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложения
- •I. Строительная теплофизика, теплотехника
- •II. Влажность. Конденсация.
Основные формулы [1]
Закон радиоактивного распада: .
Активность: ;;.
Постоянная радиоактивного распада: .
Поглощенная доза: .
Образцы решения задач
1. Исследование пробы материала на радиоактивность показало, что удельная активность по нуклиду равна. Посчитайте массу тория в 1 кг пробы. Период полураспада.
Дано: Решение:
, ,N - число атомов
, пробы в момент измерения его активности.
. ,,
Найти: m-?
2. Зимним днем 1970 г. английский рабочий Раймонд Суит, занятый на торфоразработках, в одной из дренажных канав на большой глубине под торфом обнаружил доску. Так была открыта самая древняя дорога через болото – дорога Суита. Радиоуглеродный анализ показал, что концентрация радиоуглерода в углероде, полученном из досок, равна 7,4 распадам в минуту на один грамм углерода. Концентрацияв живых растениях соответствует 15,3 распадам в минуту. Исходя из этих данных, оцените, сколько лет назад была построена «дорога Суита». Период полураспада радиоуглерода [3].
Дано: Решение:
, , ,
, .
.
Найти:
Вопросы и задачи для самостоятельной работы Вопросы
1. Назовите возможные виды радиоактивных излучений как можно полнее. В чем состоит физическая причина опасности радиоактивных излучений?
2. Опасны ли радиоактивные излучения для строительных материалов – бетона, дерева, стекла, кирпича? В чем состоит физическая причина опасности?
3. Поясните области применения единиц доз облучения: Грэй, Зиверт. Что общего при их введении и что индивидуального?
4. Поясните области применения в строительстве материалов, содержащих радиоактивные нуклиды в зависимости от удельной эффективной активности.
5. Что такое радон? Какие проблемы в строительстве связаны с радоном?
6. Что такое эксхаляция радона?
7. Исследование пробы строительного материала (щебеночный камень) показало, что в ней присутствуют нуклиды 214Pb, 210Pb и 206Pb. Будут ли обнаружены в пробе и другие радионуклиды? Если да, то какие именно? (приложение, рис. 3).
8. Перед раскрытием нового проектируемого карьера был проведен анализ его горных пород (гранитного камня) на содержание радионуклидов 226Ra и 232Th . Исследование показало, что горная порода содержит радионуклиды, удельная эффективная активность которых 400. Периоды полураспада,. Будет ли раскрыт карьер в промышленное использование? Ваш ответ аргументируйте словесно и числами.
9. Исследование пробы строительного материала на радиоактивность показало, что в ней присутствуют по отдельности нуклиды:
Элемент | ||||||
Период полураспада |
Будут ли обнаружены в ней другие радиоактивные нуклиды?
10. Какой нуклид образуется из -активного препаратав результате четырех-распадов и двух-распадов?
11. Назовите первичные по происхождению радионуклиды, образующие радиоактивные семейства.
12. Вследствие радиоактивного распада нуклид превращается в нуклид. Сколько- и-превращений он при этом испытал? (приложение, рис. 3).
Задачи
5.1. Начальная удельная активность нуклида в образце оказалась равной;;;. Через какое время она снизится до регламентируемой нормы? Период полураспада.
5.2. Начальная удельная активность некоторого материала по нуклиду оказалась равной;;. Через какое время она снизится до регламентируемой нормы? Период полураспадалет.
5.3. Начальная удельная активность горной породы по нуклиду оказалась равной. Через сколько лет можно будет использовать этот материал в строительстве, если регламентированная норма по нуклиду–. Период полураспада.
5.4. Значения удельных активностей некоторых материалов, используемых в строительстве, приведены в таблице.
Гранит (Россия) |
Зольная пыль (Германия) |
Глиноземы ( Швеция) |
Фосфогипс (Германия) |
Кальций-силикатный шлак (США) |
Отходы урановых предприятий |
Считая, что их активность обусловлена главным образом по отдельности нуклидами либо , либо, определите время, спустя которое их можно будет использовать после начального получения. Регламентированная норма по-, период полураспада. Регламентированная норма по-, период полураспадалет.
5.5. В воздухе помещения обнаружены нуклиды с периодом полураспадаис периодом полураспадасек. Вычислите, какая доля нуклидов распадается за сутки. Чему равна активность в помещении через сутки, если в начальный момент равновесная объемная активность в воздухе была равна. Регламентированная норма. Примечание: учесть, что естественная концентрация нуклидаприблизительно в 20 раз больше, чем.
5.6. Тело среднего человека массой 70 кг содержит примерно 140 г калия, 0,01 % которого радиоактивна. Посчитайте активность радионуклида и дозу внутреннего облучения за сутки. Период полураспада радиоактивного калия. Энергия-частицы равна
5.7. За 4 суток активность радионуклида уменьшилась в 54,5 раза. Чему будет равен период полураспада?
5.8. При распаде крупинки радиоактивного полония массойв течение 0,5 часа образовался гелий, который при нормальных условиях занял объем 39,5 см3. Определите период полураспада нуклида полония .
5.9. В глобальных выпадениях радиоактивных нуклидов дольше всех присутствует с периодом полураспада. Через сколько лет территория окажется практически безопасной?
5.10. В комнате радиоактивность, созданная радоном с периодом полураспада, оценивается значениями;(норма). Какую дозу облучения получит человек за 1 час, вдыхая воздух, обогащенный этим нуклидом? За сутки? Масса человека 70 кг. Энергия-частицы равна
5.11. Из ядра атома радия вылетает -частица со скоростью. При какой температуре атомы гелиябудут иметь такую же среднюю скорость поступательного теплового движения?
5.12. В пещере Леско вблизи Монтиньяка во Франции сохранились рисунки, сделанные доисторическим человеком. Там же в пещере были обнаружены древесные угли из когда-то горевших очагов. Допуская, что очагами пользовались художники, оцените возраст рисунков. Остаточная активность радиоуглерода в углях очага равна 2,37 распадам в минуту на 1 грамм углерода. Активностьв живых растениях соответствует 15,30,1 распадам в минуту на 1 грамм углерода. Период полураспада радиоактивного углерода . Оцените неопределенность возраста рисунков.
5.13. В пещере Форт-Рок (штат Оригона) было обнаружено 300 веревочных сандалий. Эта пещера была засыпана во время извержения вулкана. Для установления времени, когда это произошло, использовали метод радиоактивного датирования по радионуклиду , период полураспада радиоуглерода . При этом методе образец, содержащий около 30 граммов углерода, сжигают до двуокиси углерода, который затем восстанавливают до элементарного углерода в виде сажи. После этого определяют -активность элементарного углерода. Она оказалась равной 5,12 распадам в минуту на 1 грамм углерода. При сравнении с-активностью углерода, содержащегося в настоящее время в живых организмах, она равна 15,30,1 распадам в минуту на 1 грамм углерода. По этим приведенным данным определите, сколько лет назад произошло извержение вулкана.