Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2017-06-02 | 239 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Основные формулы
Обозначение ядер атомов имеет вид
,
uде X – символ химического элемента; Z – зарядовое число (атомный номер, число протонов в ядре); A – массовое число (число нуклонов в ядре).
Массовое число атомного ядра равно
,
где N – число нейтронов.
Основной закон радиоактивного распада имеет вид
,
где – начальное число нераспавшихся ядер; N – число нераспавшихся ядер в момент времени t; – постоянная радиоактивного распада.
Период полураспада T1/2 связан с постоянной распада соотношением
.
Среднее время жизни радиоактивного ядра, то есть время, за которое число нераспавшихся ядер уменьшается в e раз, равно
.
Активность радиоактивного изотопа определяется по формуле
.
Массовая (удельная) активность изотопа a равна
,
где m – масса радиоактивного источника.
Дефект массы атомного ядра равен
,
где Z – зарядовое число; A – массовое число; (A - Z) – число нейтронов в ядре; – масса протона; – масса нейтрона; – масса связанного ядра.
Энергия связи ядраЕсв определяется соотношением
,
где с – скорость света в вакууме; – дефект массы ядра.
Удельная энергия связи Еуд равна
.
В ядерных реакциях выполняются законы сохранения:
а) числа нуклонов;
б) заряда;
в) релятивистской полной энергии;
г) импульса.
Энергия ядерной реакции может быть определена из соотношения
,
где m1 и m2 – массы покоя ядра–мишени и бомбардирующей частицы; m3 + m4 – сумма масс покоя ядер продуктов реакции.
Задачи
25.1. Постоянная распада λ рубидия 89Rb равна 0,00077 с-1.
Определить его период полураспада Т1/2.
25.2. Какая часть начального количества атомов распадется за один год в радиоактивном изотопе тория 229Th?
|
25.3. Какая часть начального количества атомов радиоактивного актиния 225Ас останется через 5 суток? через 15 суток?
25.4. За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в три раза. Во сколько раз оно уменьшится за два года?
25.5. За какое время t распадается 1/4 начального количества ядер радиоактивного изотопа, если период его полураспада Т1/2 = 24 ч?
25.6. За время t = 8 суток распалось 3/4 начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада T1/2.
25.7. Период полураспада Т1/2 радиоактивного нуклида равен 1ч. Определить среднюю продолжительность жизни этого нуклида.
25.8. Какая часть начального количества радиоактивного нуклида распадается за время t, равное средней продолжительности жизни этого нуклида?
25.9. Определить число N атомов, распадающихся в радиоактивном изотопе за время t = 10 с, если его активность А = 0,1 МБк. Считать активность постоянной в течение указанного времени.
25.10. Активность А препарата уменьшилась в 250 раз.
Скольким периодам полураспада T1/2 равен протекший промежуток времени t?
25.11. За время t = 1 сутки активность изотопа уменьшилась от А1 = 118 ГБк до А2 = 7,4 ГБк. Определить период полураспада T1/2 этого нуклида.
25.12. На сколько процентов снизится активность А изотопа иридия 192Ir за время t = 30 суток?
25.13. За какой промежуток времени активность А изотопа стронция 90Sr уменьшится в: 1) 10 раз; 2) в 100 раз?
25.14. Определить активность А фосфора 32Р массой m = 1 мг.
25.15. Вычислить удельную активность а кобальта 60Со.
25.16. Найти отношение массовой активности а1 стронция 90Sr к массовой активности а2 радия 226Ra.
25.17. Найти массу m1 урана 238U, имеющего такую же активность A, как стронций 90Sr массой m2 = 1 мг.
25.18. Определить дефект массы и энергию связи Eсв ядра
атома тяжелого водорода.
25.19. Определить энергию Eсв, которая освободится при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро.
24.20. Определить удельную энергию связи Eуд ядра .
25.21. Энергия связи Eсв ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определить массу mа нейтрального атома, имеющего это ядро.
|
25.22. Определить массу mа нейтрального атома, если ядро этого атома состоит из трех протонов и двух нейтронов и энергия связи Eсв ядра равна 26,3 МэВ.
25.23. Атомное ядро, поглотившее –фотон ( = 0,47 пм), пришло в возбужденное состояние и распалось на отдельные нуклоны, разлетевшиеся в разные стороны. Суммарная кинетическая энергия Т нуклонов равна 0,4 МэВ. Определить энергию связи Eсв ядра.
25.24. Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, чтобы разделить на отдельные нуклоны ядра и ? Почему для ядра бериллия эта энергия меньше, чем для ядра лития?
25.25. Определить энергию Е, которая выделится при образовании из протонов и нейтронов ядер гелия массой m = 1 г.
25.26. Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, чтобы оторвать один нейтрон от ядра азота ?
25.27. Определить наименьшую энергию Е, необходимую для разделения ядра углерода на три одинаковые части.
25.28. Определить энергию Q ядерных реакций:
1) ;
2) ;
3) ;
4) ;
5) .
Освобождается или поглощается энергия в каждой из указанных реакций?
25.29. Определить энергию Q ядерной реакции , если известно, что энергия связи Eсв ядра равна 58,16 МэВ, а ядра – 64,98 МэВ.
25.30. Определить суммарную кинетическую энергию Т ядер, образовавшихся в результате реакции , если кинетическая энергия T1 дейтона равна 1,5 МэВ. Ядро–мишень считать неподвижным.
25.31. При ядерной реакции освобождается энергия Q = 5,70 МэВ. Пренебрегая кинетическими энергиями ядер бериллия и гелия и принимая их суммарный импульс равным нулю, определить кинетические энергии T1 и Т2 продуктов реакции.
25.32. Ядро урана , захватив один нейтрон, разделилось на два осколка, причем освободилось два нейтрона. Одним из осколков оказалось ядро ксенона . Определить порядковый номер Z и массовое число А второго осколка.
25.33. При делении одного ядра урана–235 выделяется энергия
Q = 200 МэВ. Какую долю энергии покоя ядра урана–235 составляет
выделившаяся энергия?
25.34. Определить энергию Е, которая освободится при делении всех ядер, содержащихся в уране–235 массой m = 1 г.
25.35. Сколько ядер урана–235 должно делиться за время t = 1 с, чтобы тепловая мощность Р ядерного реактора была равной 1 Вт?
25.36. Определить массовый расход mt ядерного горючего
в ядерном реакторе атомной электростанции. Тепловая мощность Р
электростанции равна 10 МВт. Принять энергию Q, выделяющуюся
при одном акте деления, равной 200 МэВ. КПД электростанции
составляет 20 %.
|
25.37. Найти электрическую мощность Р атомной электростанции, расходующей 0,1 кг урана–235 в сутки, если КПД станции равен 16 %.
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Основные физические постоянные
Нормальное ускорение свободного падения………..g = 9,81 м/с2
Гравитационная постоянная………………………… G = 6,67·10-11 м3/(кг·с2)
Постоянная Авогадро............. ………………………. NА = 6,02·1023 моль-1
Молярная газовая постоянная……………………… R = 8,31 Дж/(К·моль)
Молярный объем идеального газа при
нормальных условиях............. ………………………. Vm = 22,4·10-3 м3/моль
Постоянная Больцмана........... ………………………. k = l,38·l0-23 Дж/К
Постоянная Фарадея............... ………………………. F = 9,65·104 Кл/моль
Элементарный заряд............... ………………………. e = 1,60·10-19 Кл
Масса электрона...................... ………………………. me = 9,11·10-31 кг
Удельный заряд электрона………………………… е/т =1,76·1011 Кл/кг
Скорость света в вакууме………………………….. с = 3,00·108 м/с
Постоянная Стефана–Больцмана…………………. = 5,67·10-8 Вт/(м2·К4)
Постоянная закона смещения Вина…………….... b = 2,90·10-3 м·К
Постоянная Планка................. …………………….... h = 6,63·10-34 Дж·с
= 1,05·10-34 Дж·с
Постоянная Ридберга……………………………….. R = 3,29·1015 с-1
Радиус первой боровской орбиты……………….... а = 5,29·10-11 м
Комптоновская длина волны электрона…………. = 2,43·10-12 м
Магнетон Бора…………………………………….... = 9,27·10-24 Дж/Тл
Энергия ионизации атома водорода……………….. Ei = 2,16·10-18 Дж
Атомная единица массы…………………………….1 а.е.м. = 1,66·10-27 кг
Ядерный магнетон………………………………….. = 5,05·10-27 Дж/Тл
Показатели преломления п
Алмаз……………………………………………………………..2,42
Вода……………………………………………………………..1,33
Масло коричное………………………………………………...1,60
Сероуглерод…………………………………………………….1,63
Стекло…………………………………………………………….1,50
3. Работа выхода электронов из металла
Металл | А, эВ | А ·10-19, Дж |
Калий | 2,2 | 3,5 |
Литий | 2,3 | 3,7 |
Натрий | 2,5 | 4,0 |
Платина | 6,3 | 10,1 |
Серебро | 4,7 | 7,5 |
Цинк | 4,0 | 6,4 |
4. Масса нейтральных атомов
|
Элемент | Порядковый номер | Изотоп | Масса, а.е.м. |
(Нейтрон) | п | 1,00867 | |
Водород | 1Н | 1,00783 | |
2Н | 2,01410 | ||
3Н | 3,01605 | ||
Гелий | 3Не | 3,01603 | |
4Не | 4,00260 | ||
Литий | 6Li | 6,01513 | |
7Li | 7,01601 | ||
Бериллий | 7Ве | 7,01693 | |
9Ве | 9,01219 | ||
10Be | 10,01354 | ||
Бор | 9B | 9,01333 | |
10B | 10,01294 | ||
11B | 11,00931 | ||
Углерод | 10C | 10,00168 | |
12С | 12,00000 | ||
13C | 13,00335 | ||
14С | 14,00324 | ||
Азот | 13N | 13,00574 | |
14N | 14,00307 | ||
15N | 15,00011 | ||
Кислород | 16O | 15,99491 | |
17O | 16,99913 | ||
18O | 17,99916 | ||
Фтор | 19F | 18,99840 | |
Натрий | 22Na | 21,99444 | |
23Na | 22,98977 | ||
Магний | 23Mg | 22,99414 | |
Алюминий | 30Al | 29,99817 | |
Кремний | 31Si | 30,97535 | |
Фосфор | 31P | 30,97376 | |
Калий | 41K | 40,96184 | |
Кальций | 44Ca | 43,95549 | |
Свинец | 206Pb | 205,97446 | |
Полоний | 210Po | 209,98297 |
5. Масса и энергия покоя некоторых элементарных и легких ядер
Частица | Масса | Энергия | ||
m0, кг | m0, а.е.м. | Е0, Дж | E0, МэВ | |
Электрон | 9,1·10-31 | 0,00055 | 8,16·10-14 | 0,511 |
Нейтральный мезон | 2,41·10-28 | 0,14526 | — | |
Протон | 1,67·10-27 | 1,00728 | 1,50·10-10 | |
Нейтрон | 1,68·10-27 | 1,00867 | 1,51·10-10 | |
Дейтрон | 3,35·10-27 | 2,01355 | 3,00·10-10 | |
–частица | 6, 64·10-27 | 4,00149 | 5,96·10-10 |
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!