1. Атомдық ядролардағы заттың тығыздығын бағалаңыз
жүктеу/скачать 1,11 Mb.
|
ÑеминаÑ2
- Бұл бет үшін навигация:
- Ядроның бөлінуі
| Шешімі: Ядролық реакция берілген. Электр зарядының және массалық сандардың сақталу заңдарынан Z = 5, A = 10 болатындығы шығады, яғн ядролық реакция нәтижесінде пайда болған ядро - изотопының ядросы. Сондықтан ядролық реакцияны мына түрде жазуға болады:
Ядролық реакцияның энергетикалық эффекті, мұндағы бірінші дөңгелек жақша ішінде бастапқы ядролардың массалары , екінші жақша ішінде – реакция өкілдері ядроларының массалары көрсетілген. Есептеулер кезінде ядроллардың массалары орнына бейтарап атомдар массалары алынады, өйткені зарядтық сандардың сақталу заңдарына сәйкес ядролық реакцияда бірдей нәтижелер алынады: 9. висмут және алюминий ядроларының қималарының қатынасын анықтау керек Шешімі: Ядроны радиусы r шар ретінде қарастырып, оның көлденең қимасының ауданын (ядроның қимасы) анықтауға болады: (1) Ядроның радиусы ядродағы нуклондар санына (массалық санына А) тәуелді болғандықтан, (1) формуланы мына түрде жазамыз: (2) Висмут үшін қиманы , ал алюминий үшін . Оларды бір – біріне бөліп, табамыз: А1 = 206 және A2 = 27 мәндерін қойып, табамыз: 10. литий изотопын ( кг) дейтрондармен атқылаған кезде екі α – бөлшек ( кг) пайда болады және энергия бөлінеді. Литий изотопының массасын анықтаңыз Шешімі: Ядролық реакцияны жазайық: (1) Ядро массасының ақауы (2) массаның ақауы және энергияның байланысы (3) сондықтан (2) және (3) өрнектерінен литий изотопының массасын табамыз: Ядроның бөлінуі 1. уран изотопының бір ыдырауынан 200 МэВ энергия бөлінетіні белгілі. Массасы 1 г уран бөлінген кезде энергияның қандай мөлшерін алуға болады? Берілгені: , m =1 г. Табу керек: W - ? Шешімі: 1 г уран ыдыраған кездегі бөлінген энергияны анықтау үшін, алдымен, осы массадағы атомдар санын анықтау керек. Бір грамм заттың атомында Авогадро тұрақтысына тең атомдар бар: NA=6,02·1023 моль-1. Уран изотопындағы атомдық салмақ А = 235. Сонда 1 г урандағы атомдар саны: ал бөлінетін энергия: 1квт·сағ = 3,6·106 Дж; 1 МэВ = 106 эВ = 106·16·10-20 Дж = 16·10-14 Дж. 2. Тәулігіне 200 г уран изотопымен қоректенетін атомдық реактордың қуаты 32000 квт. уранды бөлген кездегі энергияның қандай бөлігі пайдалы іске жұмсалады? Берілгені: , m = 200 г. Табу керек: η - ? Шешімі: Алдыңғы есеп бойынша 1 г уран ыдыраған кезде бөлінген энергия 2,3·104 квт·сағ болса, 200 г уран ыдыраған кезде бөлінетін энергия: t уақыттағы атомдық реактордың жасаған пайдалы жұмысын мына теңдікпен анықтаймыз: Сонда, барлық энергияның мына мөлшері ғана пайдалы іске жұмсалады. 3. реакция нәтижесіндегі энергияны анықтау керек. Магний және натрий бейтарап атомдарының массалары 3,8184·10-26 кг және 3,8177·1026 кг. Шешімі: , mMg = 3,8184·10-26 кг , mNa = 3,8177·1026 кг, me = 9,11·10-31 кг. Q - ? , , , Q = 2,91 МэВ. 4. Массасы 75 кг адам α – бөлшектің сәулеленуіне ұшырайды. Жұтылған доза 24 мрад. Табу керек: 1) адам денесінің жұтқан энергиясын; 2) эквиваленттік дозаны. Шешімі: Жұтылған доза D = 24·10-3 рад = 24·10-5 Гй. Жұтылған энергия Е = mD = 18 мДж. Қосымшадан α – сәулеленудің сапалық коэффициентін анықтаймыз Q = 20. Бұдан эквиваленттік дозаны анықтасақ: DQ = 4,8 мЗв = 0,48 бэр. 5. Массасы 1 кг уранды ядролық бөлу кезінде бөлінетін энергияны табыңыз. Шешімі: Уранның бір атомын екі ауыр бөлшекке бөлу үшін 200 МэВ қажет десек, онда 1 кг уранды ядролық бөлу кезінде мынадай энергия бөлінеді: мұндағы М – уранның молярлық массасы, ол 0,235 кг/моль – ге тең. Массасы 1 кг уранның барлық атомдық ядросының толық ыдырауы кезіндегі энергиясын былай табуға болады: 6. Чернобыль АЭС – ның бірінші блогындағы реакторда 1,8% - ға дейін уранмен байытылған 180 т табиғи уран бар. Реактордың электрлік қуаты 1000 МВт, ал ПӘК –і 31 %. Егер қалған ядролық отынның массасы бастапқы массасының 10% құраса, ол қанша уақытқа жетеді? Шешімі: Реактордағы ыдыраған (пайдалы) уранның массасы мұндағы с1 – байыту коэффициенті (с1 = 0,018); с2 – қалдық массасы алып тастаған кездегі масса (c2 = 0.9). Пайдалы масса толығымен ыдыраған кездегі энергия, Осы энергияны қуат пен уақыт арқылы сипаттауға болады: немесе Соңғы теңдеуден, уақытты анықтауға болады: Сан мәндерін қойып, t = 0.74·108 c = 2,3 жыл екенін табамыз. 7.Қуаты Р = 3,2·104 кВт атомдық мұзжарғыштың двигателінің ПӘК-ін анықтау керек. Атомдық реактор массасы 200 г уран-235–ті бір тәулікте жұмсайды. Уран атомының бір ядросы бөлінген кезде 200 МэВ энергия бөлінеді. жүктеу/скачать 1,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|