на главную

31. Атомная физика. Строение атома. Радиоактивность. Строение ядра.

1. Определить массу нейтрального атома хрома Cr – 52. [8,7×10^-26]

2. Объяснить отличие изотопов и изобаров.

3. Определить, какую часть массы нейтрального атома C – 12 (m = 19,9272×10^{-27 кг) составляет масса его электронной оболочки. [2,74}×10^-4]

4. Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав трех изотопов бора

1) B – 9; 2) B – 10; 3) B – 11.

5. Определить, пользуясь таблицей Менделеева, число нейтронов, протонов в атомах Pt, U.

6. Определить зарядовые числа ядер, массовые числа и символы ядер, которые получаются, если в ядрах Be – 9, N – 13, Na – 23 нейтроны заменить протонами, а протоны нейтронами.

7. Определить плотность ядерного вещества, выражаемую числом нуклонов в 1 см³, если в ядре с массовым числом A все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса. [8,7×10³⁷]

8. Объяснить, почему плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер.

9. Определить, что больше – масса атомного ядра или масса свободных нуклонов входящих в его состав.

10. Определить, какая энергия соответствует дефекту массы Dm = 3 мг в электрон вольтах.

11. Определить энергию связи ядра атома He – 4. Масса нейтрального атома гелия равна 6,6453×10^{-27 кг. [28,4 МэВ]}

12. Определить удельную энергию связи (энергию связи, отнесенную к одному нуклону) для ядер 1) He – 4, 2) C – 12. Массы нейтральных атомов соответственно равны 6,6467×10^-27 и 19,9272×10^{-27 кг. 7,7 МэВ}

13. Используя данные задачи 12, определить, какая необходима энергия, чтобы разделить ядро C – 12 на три a – частицы. [7,26 МэВ]

14. Определить массу изотопа N – 15, если изменение массы при образовании ядра составляет 0,2508×10^{-27 кг. [2,48}×10^-26]

15. При отрыве нейтрона от ядра гелия He – 4 образуется ядро He – 3. Определите энергию связи, которую необходимо на это затратить. Массы нейтральных атомов соответственно равны 6,6467×10^{-27 кг и 5,0084}×10^{-27 кг.} [20,64 МэВ]

16. Энергия связи ядра состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определите массу нейтрального атома обладающего этим ядром. [1,165×10^-26]

17. Определить какую долю кинетической энергии теряет нейтрон при упругом столкновении с покоящимся ядром углерода C – 12, если после столкновения  частицы движутся вдоль одной прямой. Массу нейтрального атома углерода принять равной 19,9272×10^{-27 кг. [0,288]}

18. Определите число нуклонов, которые могут находиться в ядре не низшем квантовом уровне.

19. Определить во сколько раз магнетон Бора (единица магнитного момента электрона) больше ядерного магнетона (единица магнитного момента ядра). [1835,35]

20. Что такое ядерные силы? Каков механизм сильного взаимодействия?

21. Охарактеризовать свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.

22. Объяснит принцип построения ядерной и оболочечной моделей ядра.

23. Объяснить, почему радиоактивные свойства элементов обусловлены только структурой их ядер.

24. Считая постоянную l радиоактивного распада известной и используя закон радиоактивного распада, вывести выражение для: 1) периода полураспада радиоактивного ядра; 2) среднего времени жизни.

25. Определить постоянную радиоактивного распада для изотопов для изотопов 1) тория Th – 229; 2) урана U – 238; 3) иода I – 131. Периоды полураспада этих изотопов соответственно равны 1) 7000 л; 2) 4,5×10⁹ л; 3) 8 сут. [3,1356×10^-12; 4,87×10^-18; 10^-6]

26. Определить, что (и во сколько раз) больше, продолжительность трех периодов полураспада или 2 средних времени жизни радиоактивного ядра. [1,0397]

27. Определить во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза. [1/64]

28. Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни t радиоактивного ядра.

29. Определить какая часть начального количества начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада. [0,75]

30. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалась за время t = 849 c. [20 мин]

31. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния Ac – 225 составляет 10 сут. Определить время, за которое распадется 1/3 начального количества ядер актиния. [5,8]

32. Постоянная радиоактивного распада изотопа Pb – 210 равна 10^-9 с^-1. Определить время, в течение которого распадется 2/5 начального количества ядер этого радиоактивного изотопа. [16,176]

33. Вывести формулу для скорости радиоактивного распада через период полураспада T и начальное число N_o радиоактивных атомов.

34. Что такое активность радиоактивного распада. За какое время в препарате с постоянной активностью 15 МБк распадется 3×10⁹ ядер атомов? [200]

35. Первоначальная масса радиоактивного изотопа иода I – 131 (период полураспада 8 сут) равна 8 г. Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 3 сут. [3,55×10¹⁵]

36. Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент составляла 100 Бк. Определить активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада. [70,716]

37. Начальная активность 1 г изотопа радия Ra – 226 равна 1 Ки. Определить период полураспада T этого изотопа. [1580]

38. Имеется 4 г радиоактивного изотопа кобальта. Сколько граммов кобальта распадется за 216 сут, если его период полураспада 72 сут. [3,5]

39. Определить возраст древних деревянных предметов, если известно, что количество нераспавшихся атомов радиоактивного углерода в них составляет 80 % от количества атомов этого углерода в свежесрубленном дереве. Период полураспада углерода 5570 лет. [1800]

40. Если в колбу, наполненную воздухом, поместить радиоактивное вещество, то a-частицы не вызывают свечения сернистого цинка, которым покрыты ее стенки. При откачивании воздуха стенки начинают светлеть. Почему? [4,6×10^-12]

41. Согласно закону взаимосвязи массы и энергии каждое изменение энергии сопровождается соответствующим изменением массы. Так, например, при нагревании воды должен увеличиваться не только запас теплоты, но и масса нагреваемой воды. Почему же мы обычно не замечаем изменения массы?

42. Почему a-частицы, испускаемые радиоактивными препаратами, не могут вызвать ядерных реакций в тяжелых элементах, хотя они вызывают их в легких.

43. Если взять кусочек U-235 массой 1 г, это будет кубик с ребром 3,7 мм, – то такой кусочек никогда не взорвется. Почему?

44. Почему в качестве замедлителей нейтронов применяют преимущественно парафин, воду, тяжелую воду, бериллий, графит?

45. Объясните, как рассчитать возраст Земли, изучая образец природной урановой руды.

46. Ядро бериллия-9, захватив дейтрон, превращается в ядро атома бора-10. написать уравнение реакции и определить, какая частица при этом выбрасывается.

47. Написать ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке лития Li - 7  протонами и сопровождающуюся выбиванием нейтронов.

48. Написать недостающие обозначения в следующей реакции: ⁴¹K + … ® ⁴⁴Ca + ¹H.

49. Выделяется или поглощается энергия при следующих ядерных реакциях:

1) ⁷Li + ²H ® ⁸Be +¹n; 2) ⁶Li + ¹H ® ⁴He + ³He; 3) ¹⁴N + ⁴He ® ¹⁷O + ¹H.

50. Какая энергия выделяется при ядерной реакции ⁷Li + ¹H ® 2⁴He?

51. Какая энергия выделяется при термоядерной реакции ²H + ³H ® ⁴He +¹n? 17,35 МэВ

52. Ядро атома изотопа кислорода O – 15 претерпевает b – распад ¹⁵O ® ¹⁵N + e⁺ +e^– + n. Масса атома O – 15 равна 15,003072 а.е. м., кинетическая энергия родившегося позитрона W = 8×10^-14 Дж. Если кинетическая энергия образовавшегося ядра пренебрежимо мала, то энергия нейтрино равна [1,99×10^-13]