Атомное ядро и элементарные частицы — КиберПедия 

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Атомное ядро и элементарные частицы

2018-01-03 482
Атомное ядро и элементарные частицы 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

1. Из чего состоит атомное ядро ?

Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, называемых — нуклонами (от лат. nucleus – ядро). Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом , где X – символ химического элемента, Z – атомный номер или зарядовое число (количество протонов в ядре), А – массовое число (число нуклонов в ядре). В этих обозначениях количество нейтронов определяется выражением: N = A – Z. Ядра с одинаковыми Z, но разными A называются изотопами.

2. Чему равно число электронов в атоме, ядро которого имеет обозначение ?

3. Из чего состоят ядра изотопов водорода: - протий, - дейтерий, - тритий?

- протий(Z=1, N=0), - дейтерий(Z=1, N=1), - тритий(Z=1, N=2)

4. Что такое энергия связи?

Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергие связи.

Wсв = m · с2 =[Z·mp + (A - Z)· mn - Mя] · с2

5. Какой формулой определяется дефект массы ядра?

Точные масс-спектрометрические методы измерения масс отдельных ядер показали, что масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов.

Эту разницу масс  m называют дефектом массы ядра.

Найти её можно по следующей формуле:

 m = [Z·mp + (A - Z)· mn] - M я

Здесь

m p— масса свободного протона,

m n— масса свободного нейтрона,

M я— масса ядра.

6. Какой формулой определяется энергия связи нуклонов в ядре?

Wсв = m · с2 =[Z·mp + (A - Z)· mn - Mя] · с2

7. Что такое удельная энергия связи?

Удельная энергия связи – энергия связи, отнесенная к одному нуклону. Удельная энергия связиопределяется как

 Wсв = Wсв/A = (m · с2)/A

Удельная энергия связи характеризует устойчивость атомных ядер. Она зависит от массового числа А. Наиболее устойчивыми с энергетической точки зрения являются ядра средней части таблицы Менделеева. Лёгкие и тяжёлые ядра менее устойчивы.

8. Что характерно для ядерных сил?

Между составляющими ядро нуклонами действуют особые, специфические для ядра силы, значительно превышающие кулоновские силы отталкивания между протонами. Они называются ядерными силами. Относятся к классу так называемых сильных взаимодействий.

Свойства:

1) ядерные силы являются силами притяжения;

2) ядерные силы являются короткодействующими – их действие проявляется только на расстояниях примерно 10-15 м.

3) ядерным силам свойственна зарядовая независимость: ядерные силы, действующие между двумя протонами, или двумя нейтронами, или, наконец, между протоном и нейтроном, одинаковы по величине. Отсюда следует, что ядерные силы имеют неэлектрическую природу;

4) ядерным силам свойственно насыщение, т. е. каждый нуклон в ядре взаимодействует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов;

5) ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов;

6) ядерные силы не являются центральными, т. е. действующими по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.

9. Что называют радиоактивностью?

Под радиоактивностью понимают способность некоторых ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

10. Радиоактивное излучение бывают трех типов: - излучение, - излучение, -излучение. Какие из них отклоняются в электрических и магнитных полях?

- излучение, - излучение отклоняются

11. Записать закон радиоактивного распада.

Радиоактивность — это ядерный процесс, на него влияют внешние воздействия (высокие температуры, большие давления, сильные поля). Распад атомов радиоактивного изотопа подчиняется закону случайности: невозможно сказать, что произойдет именно с данным атомом — он может в равной мере и претерпеть распад и остаться нетронутым — независимо от того, сколько времени он существует.

В единицу времени из наличного количества атомов всегда распадается определенная часть, которая обозначается через  и называется постоянной распада данного радиоактивного элемента.

Если имеется N атомов, то, очевидно, что за 1 секунду из них распадается N атомов, а за время dt:

dN = – N×dt.

Знак “минус” указывает на тот факт, с течением времени число радиоактивных элементов убывает.

Разделив переменные и проинтегрировав это уравнение получим:

.

Данное равенство выражает закон радиоактивного распада.

12. Записать правило смещения для -распада.

,

Здесь – ядро гелия (–частицы), отклоняются электрическим и магнитным полями, обладают высокой ионизирующей и малой проникающей способностью.

 

13. Записать правило смещения для распада.

для распада ,

– символическое обозначение электрона, то есть –частицы (заряд равен –1, массовое число А=0). Излучение отклоняется электрическим и магнитными полями, а проникающая способность гораздо выше, чем у частиц.

для распада .

– символическое обозначение позитрона, то есть –частицы заряд равен +1, массовое число А=0).

14. Ядерную реакцию можно символически записать так . Что означают буквы в этом соотношении?

Х и У – исходное и конечное ядра, a и b – бомбардирующая испускаемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы.

15. Реакция аннигиляции имеет вид .Что означают символы в этом соотношением?

-10е – электрон, +10е – позитрон, и два - кванта

16. Что является необходимым условием цепной реакцией деления?

При каждом акте деления тяжёлых ядер выделяется большая энергия и появляется несколько (два-три) новых нейтрона. Каждый из этих нейтронов в свою очередь способен стимулировать реакцию деления у соседних ядер. В результате происходит лавинообразное нарастание числа актов деления. Такая реакция получила название цепной.

Важнейшим параметром цепной реакции деления является наличие размножающихся нейтронов. Для характеристики этого процесса служит коэффициент размножения нейтронов k.
Коэффициентом размножения нейтронов называется отношение числа нейтронов, возникших в некотором звене реакции, к числу таких нейтронов в предшествующем ему звене.

где n 0 — число нейтронов в момент t = 0 начала реакции, n — число нейтронов к моменту времени t.

· Если k > 1, то n растёт с течением времени, и цепная реакция называется ускоряющейся (развивающейся).

· Если k - 1 = 0, то цепная реакция называется самоподдерживающейся.

· Если k < 1, то происходит затухающая цепная реакция.

k ≥1 – необходимое условие цепной реакции деления

принцип цепной реакции: испущенные при одном делении ядра z нейтронов могут вызвать деление z ядер, в результате будет испущено z2 новых нейтронов, которые вызовут деление z2 ядер и т.д. однако объем тела растет как куб, а поверхность – как квадрат линейных размеров. Поэтому относительная доля вылетающих наружу нейтронов уменьшается с ростом массы делящегося вещества. Нужно чтобы минимальные размеры, активные зоны удовлетворяли критическим параметрам.

17. Период полураспада радиоактивных ядер равен 8 суткам. Что это означает?

8 суток – это время, за которое распадется половина первоначального количества ядер

18. Укажите продукт ядерной реакции X+ Н Не+?

24He- гелий

19. Что понимают под периодом полураспада?

Это время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое.

20. Укажите второй продукт термоядерной реакции Н+ Н Не+?

01n нейтрон

21. Укажите второй продукт ядерной реакции N + Не О+?

11p протон

22. Записать реакцию - распада радона Rn

222Rn=24He+84218Po

23. Чему равен заряд - лучей?

γ- лучи представляют собой электромагнитное излучение весьма малой длины волны от 10-4 до 0,1 нм. Нейтральному.

 

24. Чему равна масса покоя излучения?

Равна нулю

25. Что такое - излучение?

- излучение представляет собой поток ядер гелия. Обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью. Отклоняется электрическим и магнитным полями. Заряд - частицы равен +2e, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия Не

26. При каком распаде из ядра вылетают позитроны и нейтрино?

Позитроны при -распаде, а нейтрино при e – захвате(3й вид  - распада)

27. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада изотопа.

N=N0 e-λt t=1c λ= ln(N0/N) =ln(1000000/999800)=0,0002c Т1/2 = ln2/λ = 3465,736 c

28. Какая доля начального количества атомов распадется за один год в радиоактивном изотопе тория Th229?

N=N0e-λt –число нераспавшихся, тогда число распавшихся N=N0(1- e-λt)

29. Найти среднюю продолжительность жизни атома радиоактивного изотопа кобальта 6027Со.

λ= ln2/T1/2=0,131 г T1/2= 5,3 г τ=1/λ=7,646 г

30. Во сколько раз уменьшается активность изотопа 3215Р через 20 суток?

А=А0е-λt A0/x=A0e- λt e- λt = 1/x λ=ln2/14,3=0,048сут x=e0,96

T1/2=14,3 сут Ответ: в е0,96 раз

31. Период полураспада изотопа равен 17,5 суток. Определить постоянную распада этого изотопа.

λ=ln2/T1/2 λ= 0,04сут= 4·10-7

32. Период полураспада радиоактивного аргона равен 110 мин. Определить время, в течение которого распадается 25 % начального количества атомов.

0,75N0=N0e-λt λ= ln2/T1/2=0,006мин λt=ln(4/3) t=ln(4/3) / λ t=47,947мин

33. Определить порядковый номер и массовое число нуклида, который получится из тория Th232 после трех a- и двух b-превращений.

Х22081

34. Cколько a- и b-частиц выбрасывается при превращении ядра урана U233 в ядро висмута Bi209?

При a = 6, при b = 24

35. Радиоактивное ядро, состоящее из 90 протонов и 138 нейтронов, выбросило a-частицу. Какое ядро образовалось в результате a-распада?

Х22890→Y22488+He42, число нуклонов=138+90=228

36. Радиоактивное ядро, состоящее из 5 протонов и 5 нейтронов, выбросило a-частицу. Какое ядро образовалось в результате a-распада?

Х105→Y63+He42(Li)

 

 


Поделиться с друзьями:

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...



© 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!

0.041 с.