а — а0е~иугде а0 — начальная активность.
Строение ядра
Сколько протонов и нейтронов содержится в ядрах изотопов углерода: 1) 16°С; 2) '^С; 3) '|С; 4) 5) !64С; 6) 1|С?
183
Во сколько раз радиус ядра урана 2q|U больше радиуса ядра атома водорода?
Найти плотность ядерного вещества. Считать, что в ядре с массовым числом А все нуклоны (нейтроны и протоны) плотно упакованы в пределах его радиуса.
Радиус Солнца 6,95 Мм, а средняя плотность 1410 кг/м1. Каким был бы радиус Солнца, если при той же массе его плотность равнялась бы плотности ядерного вещества?
у 35.5. Вычислить энергию связи ядра бора 1\Ъ. Энергия связи дейтрона (ядра тяжелого водорода)
МэВ. Определить массу ядра и массу нейтрального атома в атомных единицах массы.
Вычислить энергию связи ядер ?Н и <)Не. Какое из этих ядер более устойчиво?
' 35.8. Найти энергию связи ядер урана 292Эи И ^U. Какое из этих ядер более устойчиво?
35.9. Вычислить энергию связи, приходящуюся на один нуклон, в ядре бериллия 4Ве.
35.10. Сравнить энергию связи, приходящуюся в среднем на один нуклон, в ядрах дейтерия 2Н, железа |№е, ксенона *5] Хе и урана 292U.
Закон радиоактивного распада
Образец содержит 1000 радиоактивных атомов с периодом полураспада Т. Сколько атомов останется через промежуток времени Т/2?
Образец радиоактивного радона содержит 1010радиоактивных атомов с периодом полураспада 3,825 сут. Сколько атомов распадается за сутки?
Определить постоянную радиоактивного распада радия 2ggRa. Какая доля от первоначального числа атомов распадается за 3100 лет?
Через какое время в препарате полония ^Ро распадается 75,0% имеющихся атомов, если непрерывно удалять радио- активные продукты распада?
За какое время произойдет распад полония 2gJPo массой
мг, если в начальный момент его масса 0,2 г?
Определить период полураспада висмута ^Bi, если
известно, что висмут массой 1,0 г выбрасывает 4,58 *1015 р-частиц за 1 с.
Сколько ядер распадается за 1 с в препарате радиоактивного изотопа иридия и сколько останется атомов этого препарата через 30,0 сут, если первоначальная его масса равна
г?
Сколько а-частиц выбрасывает торий 2goTh массой
г за 1 с?
184
Радиоактивный препарат, имеющий активность 3,7 X X Ю9 с *, помещен в калориметр теплоемкостью 4,19 Дж/К. Найти повышение температуры в калориметре за 1 ч, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает ос-час- тицы с энергией 5,3 МэВ.
Сколько ядер распадается за 1 с в куске урана 2^и массой 1,0 кг? Какова активность этого урана?
Флюоресцирующий экран площадью 0,03 см2 находится на расстоянии 1 см от пылинки радия ^gRa массой 18 пг. Сколько вспышек за 1 мин получится на экране?
Крупинка, содержащая радий ^Ra, находится на расстоянии 1,2 см от флюоресцирующего экрана. Какую массу имеет крупинка, если в течение 1 мин на площади экрана 0,602 см2 удалось зарегистрировать 47 сцинтилляций? (Продукты распада очень быстро откачиваются насосом.)
35.2В. Больному ввели внутривенно раствор объемом 1 см1, содержащий искусственный радиоизотоп натрия n'Na активностью а0 = 2000 с-1. Активность крови объемом 1 см\ взятой через 5 ч, оказалась а = 0,27 с-1. Найти объем крови человека.
Месторождениям радиоактивных элементов всегда сопутствует свинец, который является конечным продуктом их распада. Известно, что ториевый ряд заканчивается изотопом свинца 2gfPb. Считая возраст ториевой руды 4-109 лет, определить, сколько свинца 2g?Pb появилось в этой руде на 1 кг находившегося там тория ^Th.
Элемент тория 2y(fTh в результате радиоактивного распада превращается в изотоп свинца ^РЬ. Сколько а- и р-час- тиц выбрасывает при этом каждый атом?
Радиоактивный элемент нептуния 24,jNp, являющийся родоначальником искусственно полученного радиоактивного семейства нептуния, в результате распада превращается в стабильный изотоп висмута 21£\Вг. Найти число а- и р-распадов.
Радиоактивный изотоп кремния ^Si распадается, превращаясь в алюминий 13AI. Какая частица при этом выбрасывается?
В какой элемент превращается уран 293|U после трех а- и двух [^-превращений?
Вещество радиоактивного элемента, подвергнувшись ряду превращений, потеряло одну а- и две (3-частицы и превратилось в ядро урана ^jU. Найти исходный радиоактивный элемент.
В какой элемент превращается радий ^Ra после пяти а- и четырех [3-распадов?
Радий массой 1 г испускает за 1 с 3,7 *1010 а-частиц, обладающих скоростью и = 15 Мм/с. Найти полную энергию, выделяющуюся при а-распаде за 1 ч.
185
Ядерные реакции
При обстреле а-частицами ядра азота 14N возможен захват такой частицы ядром атома. На мгновение образуется чрезвычайно неустойчивое ядро фтора, которое сразу же распадается и превращается в устойчивое ядро кислорода. Данная ядерная реакция была впервые осуществлена в 1919 г. Резерфордом. Написать уравнение реакции и определить, выделяется или поглощается энергия при этой реакции. Найти энергию, выделившуюся или поглощенную в результате реакции.
Найти энергию, поглощаемую при ядерной реакции
94Ве + ^Не+(,63С)+З^Не +Я
Ядро бериллия 9Ве, захватывая дейтрон, превращается в ядро бора ‘gB. Написать уравнение реакции и определить выделяющуюся энергию.
При обстреле ядер атомов бора ^В ядрами тяжелого водорода 2Н происходит ядерная реакция
10В + 2Н_(.2С)^34Не> Определить энергию, выделяющуюся при этом превращении.
Ядро лития gLi, захватывая протон, распадается на две а-частицы. Написать ядерную реакцию и определить энергию, выделяющуюся при этой реакции.
Атомы лития ^Li бомбардируются протонами, кинетическая энергия которых 1 МэВ. Образующиеся при этом две а-частицы летят с одинаковой скоростью. Определить кинетическую энергию этих частиц.