3 - Reshaem.Net

1
Расчетная работа «Ядро и радиоактивность»
Вопросы для теоретической подготовки:
1. Атомное ядро, его состав.
2. Взаимодействие нуклонов в ядре. Энергия связи ядра, удельная энергия
связи.
3. Радиоактивность атомных ядер, ее виды. Кинетический закон распада
атомных ядер, постоянная распада, период полураспада.
4. Ядерные реакции. Деление атомных ядер
Задача 1.
Изотоп 𝐴𝑍X испытывает радиоактивный распад. Масса изотопа m = 1 г.
Рассчитать:
1. Начальное количество ядер N0.
2. Постоянную распада  и пояснить ее физический смысл.
3. Начальную удельную активность заданного радиоактивного вещества во
момент времени t = 0.
4) рассчитать число распавшихся ядер ΔN, а также долю распавшихся ядер (в
%) за время t1 (время задано в тех же единицах, что и период полураспада)
5) активность препарата в конце промежутка времени t1.
6) построить график N(t) в пределах 5 периодов полураспада (на усмотрение
преподавателя).
Вариант
Ядро
Т 1/2
Время
распада
Вариант
Ядро
Т 1/2
Время
распада
Вариант
Ядро
Т 1/2
Время
распада
1
2
3
238
92U
4,5∙109
лет
235
92U
7,1∙108
лет
234
92U
2,5∙105
лет
108
107
104
4
5
229
222
90Th 88Ra
7∙103
1620
лет
лет
5∙108
5∙103
6
7
8
9
10
226
86Rn
3,8 сут
225
89Ac
10 сут
210
84Ro
138 сут
210
83Bi
5 сут
192
77Ir
75 сут
5
8
100
3
25
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
90
38Sr
60
27Co
58
27Co
55
27Co
45
20Ca
131
53I
32
15P
24
12Mg
24
11Na
22
11Na
28
лет
50
5,2
лет
3
71,3
сут
40
17,5
час
15
165
сут
75
4
14,3
сут
10
10
мин
9
15
час
10
2,6
года
5
23
24
25
21
22
14
6C
234
92U
2,5∙105
лет
5570
лет
4∙103
106
227
227
225
90Th 86Rn 89Ac
7∙103
3,8
10 сут
лет
сут
5∙103
3
25
8 сут
26
27
28
29
30
210
84Po
192
77Ir
58
27Co
32
15P
22
11Na
100
71,5
сут
5
14,3
сут
15
2,6
года
3
138
сут
20
75 сут
2
Задача 2 . Вычислить энергию связи и удельную энергию связи ядра 𝐴𝑍X. На
графике зависимости удельной энергии связи ядра от массового числа А
отметить рассчитанные значения удельной энергии связи вашего ядра.
Вариант
Ядро
Вариант
Ядро
Вариант
Ядро
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6C
3
1H
4
2He
7
3Li
10
4Be
11
5B
14
6C
15
7N
18
8O
20
10Ne
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
24
11Na
24
12Mg
31
14Si
41
19K
206
82Pb
16
8O
3
2He
6
3Li
9
4Be
9
5B
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
13
6C
13
7N
17
8O
19
9F
23
11Na
23
12Mg
30
13Al
31
15P
44
20Ca
210
84Po
Зависимость удельной энергии связи от атомного числа
3
Задача 3.
1. Написать недостающие обозначения в ядерной реакции, указав название
всех химических элементов и элементарных частиц, участвующих в реакции.
2. Рассчитать энергетический выход ядерной реакции Q в МэВ. Выделяется
или поглощается энергия при этой реакции?
Варианты:
99
1
1) 227
90Th + 0n →? + 41Nb
2) Торий 232
90Th, испытав два электронных β-распада и один α-распад,
превращается в элемент …
3) 49Be + 21H →? + 10n
4) Ядро изотопа 238
92U после нескольких
превратилось в ядро изотопа 234
92U .
радиоактивных
распадов
5) 63Li + 11p →? + 32He
6) Изотоп ксенона
изотоп …
112
54Xe
после одного спонтанного α-распада превратился в
141
7) 243
96Cm →? + 53In
8) Радиоактивный изотоп
превращается в изотоп …
9) 235
92U+? →
94
36Kr
238
92U
после одного α-распада и двух β-распадов
+ 142
56Ba
10) Ядро изотопа полония 216
84Po образовалось после α-распада из ядра …
132
11) ? + 10n → 4 10n + 108
42Mo + 54Xe
12) Ядро бария 143
56Ba в результате испускания нейтрона, а затем электрона,
превратилось в ядро …
13) 199F+? → 42He + 168O
14) В реакции радиоактивного превращения ядра
частица с массой покоя, не равной нулю. ?
4
1
15) 27
13Al + 2He → 1p+?
40
19K
в
40
20Ca
вылетает одна
4
16) Ядро изотопа тория 234
90Th претерпевает три последовательных α-распада.
В результате получается ядро….
0
1
17) 20
12Mg + −1e → 1p+?
213
18) Ядро 234
90Np , испытав серию α- и β-распадов, превратилось в ядро 83Bi.
19) 27
13Al+? →
24
12Mg
+ 42He
20) При распаде изотопа 83Li образовались два одинаковых ядра и β-частица.
21) 49Be + 42He →? + 10n
22) Радиоактивный изотоп
изотоп 206
82Pb.
4
23) 24
12Mg + 2He →
238
92U
после ряда α- и β-распадов превращается в
27
14Si+?
24) Ядро изотопа полония 215
84Po претерпело один α- и один β-распад.
25) 105B + 10n →? + 42He
26) Ядро 238
92U превратилось в ядро
224
90Th
в результате …-распада.
132
108
1
27) 243
96Cm+? → 4 0n + 42Mo + 54Xe
28) Ядро 237
92Np превратилось в ядро
233
92U
в результате …-распада.
29) 42He + 147N → 11H+?
30) Ядро азота 116С в результате β-распада превратилось в …
5
Справочные данные
Массы недостающих изотопов и периоды их полураспада можно найти на
Википедии
Элемент
нейтрон
протон
водород
гелий
Литий
Бериллий
Бор
Углерод
Азот
Кислород
Фтор
Натрий
Магний
Алюминий
Кремний
Фосфор
Калий
Кальций
Символ
1
0n
1
1p
1
1Н
2
1Н
3
1Н
3
2Не
4
2Не
6
3Li
7
3Li
7
4Be
9
4Be
10
4Be
9
5B
10
5B
11
5B
10
6С
12
6С
13
6С
13
7N
14
7N
15
7N
16
8O
17
8O
18
8O
19
9F
22
11Na
23
11Na
19
11Na
23
12Mg
30
13Al
31
14Si
27
14Si
31
15P
41
19K
44
20Ca
Масса, а.е.м.
1,00867
1,00728
1,00783
2,01410
3,01605
3,01603
4,00260
6,01513
7,01601
7,01693
9,01219
10,01354
9,01333
10,01294
11,00931
10,00168
12,00000
13,00335
13,00574
14,00307
15,00011
15,99491
16,99913
17,99916
18,99840
21,99444
22,98977
19,013877
22,99414
29,99817
30,97535
26,98670491
30,97376
40,96184
43,95549
6
Барий
Свинец
Полоний
Плутоний
Уран
Нептуний
Торий
Молибден
Кюрий
Индий
143
56Ba
137
56Ba
206
82Pb
210
84Po
239
94Pu
238
94Pu
240
94Pu
235
92U
238
92U
237
92Np
234
92Np
228
90Th
232
90Th
108
42Mo
243
96Cm
129
49In
142,920627
136,9058274
205,97446
209,98297
239,0521634
238,04956
240,0538135
235,04393
238,05353
237,0481734
234,042895
228,0287411
232,0381
107,92345
243,0613891
129,92497