| Задачи Элементы физики атомного ядра | |
| Автор: student | Категория: Естественные науки / Физика | Просмотров: 4376 | Комментирии: 0 | 29-12-2013 18:03 |
Элементы физики атомного ядра
10.1. Определить массу нейтрального атома хрома . Ответ: 8,64.10-26 кг.
10.2. Объяснить отличие изотопов и изобаров.
10.3. Определить, какую часть массы нейтрального атома (m = 19,9272.10-27 кг) составляет масса его электронной оболочки. От-вет: 2,74.10-4.
10.4. Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов бора: 1) ; 2) ; 3) .
10.5. Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов кислорода: 1) ; 2) ; 3) .
10.6. Определить, пользуясь таблицей Менделеева, число нейтронов и протонов в атомах платины и урана.
10.7. Определить зарядовые числа ядер, массовые числа и символы ядер, которые получатся, если в ядрах, , нейтроны заменить протонами, а протоны – нейтронами.
10.8. Определить плотность ядерного вещества, выражаемую числом нуклонов в 1 см3, если в ядре с массовым числом А все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса. Ответ: N = 3/(4πRd3) = 8,7.1037 см-3.
10.9. Объяснить, почему плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер.
10.10. Определить, что больше – масса атомного ядра или масса свободных нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в его состав.
10.11. Определить, какая энергия в электрон-вольтах соответствует дефекту массы Δm = 3•10-20 мг. Ответ: 16,9 ГэВ.
10.12. Определить энергию связи ядра атома гелия . Масса ней-трального атома гелия равна 6,6467.10-27 кг. Ответ: 28,4 МэВ.
10.13. Определить удельную энергию связи δЕСВ (энергию связи, от-несенную к одному нуклону) для ядер: 1) ; 2) . Массы нейтральных атомов гелия и углерода соответственно равны 6,6467.10-27 и 19,9272.10-27 кг. Ответ: 1) 7,1 МэВ/нуклон; 2) 7,7 МэВ/нуклон.
10.14. Используя данные задачи 10.13, определить, какая необходима энергия, чтобы разделить ядро на три альфа-частицы. Ответ: 7,26 МэВ.
10.15. Определить массу изотопа , если изменение массы при образова-нии ядра составляет 0,2508.10-27 кг. Ответ: 2,4909.10-26 кг.
10.16. При отрыве нейтрона от ядра гелия образуется ядро . Определить энергию, которую необходимо для этого затратить. Массы нейтральных атомов и соответственно равны 6,6467•40-27 и 5,0084•10-27 кг. Ответ: 20,64 МэВ.
10.17. Энергия связи EСВ ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определить массу m нейтрального атома, обладающего этим ядром. Ответ: 1,165.10-26 кг.
10.18. Определить, какую долю кинетической энергии теряет нейтрон при упругом столкновении с покоящимся ядром углерода , если после столкновения частицы движутся вдоль одной прямой. Массу нейтрального атома углерода принять равной 19,9272•10-27 кг. Ответ: 0,286.
10.19. Определить число нуклонов, которые могут находиться в ядре на наинизшем квантовом уровне. Ответ: 4.
10.20. Определить, во сколько раз магнетон Бора (единица магнитного момента электрона) больше ядерного магнетона (единица магнитного момента ядра). Ответ: В 1835 раз.
10.21. Охарактеризовать свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.
10.22. Объяснить принципы построения ядерной и оболочечной моделей ядра.
10.23. Объяснить, почему радиоактивные свойства элементов обусловлены только структурой их ядер.
10.24. Считая постоянную λ радиоактивного распада известной и используя закон радиоактивного распада, вывести выражение для: 1) периода полураспада Т1/2 радиоактивного ядра; 2) среднего времени жизни τ радиоактивного ядра. Ответ: 1) Т1/2 = (ln2)/λ; 2) τ = 1/λ.
10.25. Определить постоянную радиоактивного распада λ для изотопов: 1) тория ; 2) урана ; 3) иода I. Периоды полураспада этих изотопов соответственно равны: 1) 7.103лет; 2) 4,5.109 лет; 3) 8 сут. Ответ: 1) 3,13•10-12 с-1; 2) 4,87•10-18 с-1; 3) 10-6 с-1.
10.26. Определить, что (и во сколько раз) продолжительнее – три периода полураспада или два средних времени жизни радиоактивного ядра.
10.27. Определить, во сколько раз начальное количество ядер радио-активного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза. Ответ: В 64 раза.
10.28. Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни τ радиоактивного ядра. Ответ: 13,5 %.
10.29. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада T1/2. Ответ: 0,75.
10.30. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с. Ответ: 10 мин.
10.31. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определить время, за которое распадется 1/3 начального количества ядер актиния. Ответ: 5,85 сут.
10.32. Постоянная радиоактивного распада изотопа равна 10-9 с-1. Определить время, в течение которого распадется 2/5 начального количества ядер этого радиоактивного изотопа. Ответ: 16,2 года.
10.33. Первоначальная масса радиоактивного изотопа иода (период полураспада Т1/2 = 8 сут) равна 1 г. Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 3 сут. Ответ: 1) 4,61•1015 Бк; 2) 3,55•1015 Бк.
10.34. Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент времени составляла 100 Бк. Определить активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада. Ответ: 70,7 Бк.
10.35. Начальная активность 1 г изотопа радия равна 1 Ки. Определить период полураспада T1/2 этого изотопа. Ответ: 1582 года.
10.36. Принимая, что все атомы изотопа магния (Т½=10 мин) массой m = 1 мкг радиоактивны, определить: 1) начальную активность А0 этого изотопа; 2) его активность А через 3 сут. Ответ: 1) 4,61 ТБк; 2) 3,55 ТБк.
10.37. Определить период полураспада T1/2 некоторого радиоактивного изотопа, если его активность за 5 сут уменьшилась в 2,2 раза. Ответ: 4,4 сут.
10.38. Определить удельную активность а (число распадов в 1 с на 1 кг вещества) изотопа , если период его полураспада T1/2 = 4,5•109 лет. Ответ: a = NA(ln2)/(MT1/2) = 12,З МБк/кг.
10.39. Объяснить, как изменяется положение химического элемента в таблице Менделеева после α- и β-распадов ядер его атомов.
10.40. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается после трех α- и двух β--распадов, Ответ: .
10.41. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается после шести α- и трех β--распадов, Ответ: .
10.42. Ядра радиоактивного изотопа тория претерпевают последовательно α-распад, два β--распада и α-распад. Определить конечный продукт деления. Ответ: .
10.43. Определить, сколько β- и α-частиц выбрасывается при превращении ядра таллия в ядро свинца . Ответ: Три β-частицы и одна α-частица.
10.44. Радиоактивный изотоп радия претерпевает четыре α-распада и два β--распада. Определить для конечного ядра: 1) зарядовое число Z; 2) массовое число А. Ответ: 1) 82, 2) 209.
10.45. Записать α-распад радия .
10.46. Покоившееся ядро радона испускает α-частицу, имеющую скорость 16 Мм/с. Зная, что масса дочернего ядра составляет 3,62•10-25 кг, определить: 1) импульс α-частицы; 2) кинетическую энергию α-частицы; З) импульс отдачи дочернего ядра; 4) кинетическую энергию отдачи дочернего ядра. Ответ: 1) 1,07.10-19кг.м/с; 2) 5,35 МэВ; 3) 1,07.10-19 кг.м/с; 4) 9,89 кэВ.
10.47. Покоившееся ядро полония испускает α-частицу с ки-нетической энергией Тα = 5,77 МэВ. Определить: 1) скорость отдачи дочернего ядра; 2) какую долю кинетической энергии α-частицы составляет энергия отдачи дочернего ядра. Ответ: 1) 339 км/с; 2) 0,02.
10.48. Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции . Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184.10-26 и 3,8177.10-26 кг. Ответ: Q = 2,91 МэВ.
10.49. Записать β--распад магния .
10.50. Известно, что β--активные ядра обладают до распада и после него вполне определенными энергиями, в то же время энергетический спектр β--частиц является непрерывным. Объяснить непрерывность энергетического спектра испускаемых электронов.
10.51. Объяснить, почему существование антинейтрино полностью позволяет объяснить все особенности β--распада.
10.52. Объяснить, почему при α-распаде одинаковых ядер энергии α-частиц одинаковы, а при β--распаде одинаковых ядер энергии электронов различны.
10.53. Применяя понятия квантовой статистики, объяснить, почему невоз-можно принципиально создать «нейтринный лазер».
10.54. Описать основные процессы, происходящие при взаимодействии γ-излучения с веществом.
10.55. Свободное покоившееся ядро (m = 317,10953.10-27 кг) с энергией возбуждения E = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив γ-квант. Определить изменение энергии γ-кванта, возникающее в результате отдачи ядра. Ответ: Δε = E2/(mc2) = 0,047 эВ.
10.56. Назвать два важных механизма, которыми можно объяснить ослабление потока фотонов с энергией Е = 500 кэВ при его прохождении через вещество.
10.57. Объяснить, где и почему лучше исследовать длинные цепи рождений и распадов частиц высоких энергий – в камере Вильсона или в пузырьковой камере.
10.58. Определить, является ли реакция экзотер-мической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Ответ: 1,64 МэВ.
10.59. Определить, поглощается или выделяется энергия при ядерной . Определить эту энергию. Ответ: 17,6 МэВ.
10.60. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции: = 7,2992•10-26 кг, = 1,6736•10-227 кг, = 6,8021•10-27 кг, = 6,6467.10-27 кг.
10.61. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции: = 2,3253•10-26 кг, = 6,6467•10-27 кг, = 1,6737•10-27 кг, = 2,8229.10-26 кг.
10.62. Определить зарядовое число Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи ядерной реакции: 1) ; 2) ; 3) .
10.63. Записать недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях: 1) (n, α)х; 2) (α, n)х; 3) x(p, n) ; 4) (x, p) ; 5) x(n, α) .
10.64. В ядерной реакции выделяется энергия ΔE = 3,27 МэВ. Определить массу атома , если масса атома равна 3,34461•10-27 кг. Ответ: 5,00841.10-27кг.
10.65. Жолио-Кюри облучали алюминий α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад.. Записать эту реакцию.
10.66. Жолио-Кюри облучали магний α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад. Записать данную реакцию.
10.67. В процессе осуществления реакции γ энергия E0 фотона со-ставляла 2,02 МэВ. Определить суммарную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. Ответ: 1 МэВ.
10.68. При столкновении позитрона и электрона происходит их ан-нигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определить энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала. Ответ: 0,51 МэВ.
10.69. Записать схему электронного захвата (е-захвата) и объяснить его отличие от β±-распадов. Привести пример электронного захвата.
10.70. Дополнить недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях:
1) ;
2) ;
3) ;
4) .
10.71. Ядро урана , захватывая быстрый нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп урана, который претерпевает β--распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает β--распад, в результате чего образуется плутоний. Записать все эти процессы в виде ядерной реакции.
10.72. Определить кинетическую энергию Т и скорость V теплового нейтрона при температуре окружающей среды, равной 17 °С. Ответ: T = 6•10-21 Дж; V = 2,68 км/с.
10.73. Ядро урана, , захватывая тепловой нейтрон, делится на два осколка с массовыми числами 95 и 139, второй из которых, являясь радиоактивным, претерпевает три β--распада. Записать реакцию деления, а также цепочку β--распадов.
10.74. При захвате теплового нейтрона ядром урана образуются два осколка деления и два нейтрона. Определить порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим осколком является ядро стронция .
10.75. Объяснить, почему деление ядер должно сопровождаться вы-делением большого количества энергии.
10.76. Определить энергию (в электрон-вольтах), которую можно получить при расщеплении 1 г урана , если при расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. Ответ: 5,12.1023 МэВ.
10.77. Определить суточный расход чистого урана атомной электростанцией тепловой мощностью P = 300 МВт, если энергия E, выделяющаяся при одном акте деления, составляет 200 МэВ. Ответ: 316 г.
10.78. Определить число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью P = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия E = 200 МэВ, а среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5. Ответ: 1,56•1019 с-1.
10.79. Объяснить, почему реакция синтеза атомных ядер – образование из легких ядер более тяжелых – является колоссальным источником энергии.
10.80. Объяснить, почему для протекания термоядерной реакции не-обходимы очень высокие температуры.
10.1. Определить массу нейтрального атома хрома . Ответ: 8,64.10-26 кг.
10.2. Объяснить отличие изотопов и изобаров.
10.3. Определить, какую часть массы нейтрального атома (m = 19,9272.10-27 кг) составляет масса его электронной оболочки. От-вет: 2,74.10-4.
10.4. Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов бора: 1) ; 2) ; 3) .
10.5. Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов кислорода: 1) ; 2) ; 3) .
10.6. Определить, пользуясь таблицей Менделеева, число нейтронов и протонов в атомах платины и урана.
10.7. Определить зарядовые числа ядер, массовые числа и символы ядер, которые получатся, если в ядрах, , нейтроны заменить протонами, а протоны – нейтронами.
10.8. Определить плотность ядерного вещества, выражаемую числом нуклонов в 1 см3, если в ядре с массовым числом А все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса. Ответ: N = 3/(4πRd3) = 8,7.1037 см-3.
10.9. Объяснить, почему плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер.
10.10. Определить, что больше – масса атомного ядра или масса свободных нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в его состав.
10.11. Определить, какая энергия в электрон-вольтах соответствует дефекту массы Δm = 3•10-20 мг. Ответ: 16,9 ГэВ.
10.12. Определить энергию связи ядра атома гелия . Масса ней-трального атома гелия равна 6,6467.10-27 кг. Ответ: 28,4 МэВ.
10.13. Определить удельную энергию связи δЕСВ (энергию связи, от-несенную к одному нуклону) для ядер: 1) ; 2) . Массы нейтральных атомов гелия и углерода соответственно равны 6,6467.10-27 и 19,9272.10-27 кг. Ответ: 1) 7,1 МэВ/нуклон; 2) 7,7 МэВ/нуклон.
10.14. Используя данные задачи 10.13, определить, какая необходима энергия, чтобы разделить ядро на три альфа-частицы. Ответ: 7,26 МэВ.
10.15. Определить массу изотопа , если изменение массы при образова-нии ядра составляет 0,2508.10-27 кг. Ответ: 2,4909.10-26 кг.
10.16. При отрыве нейтрона от ядра гелия образуется ядро . Определить энергию, которую необходимо для этого затратить. Массы нейтральных атомов и соответственно равны 6,6467•40-27 и 5,0084•10-27 кг. Ответ: 20,64 МэВ.
10.17. Энергия связи EСВ ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определить массу m нейтрального атома, обладающего этим ядром. Ответ: 1,165.10-26 кг.
10.18. Определить, какую долю кинетической энергии теряет нейтрон при упругом столкновении с покоящимся ядром углерода , если после столкновения частицы движутся вдоль одной прямой. Массу нейтрального атома углерода принять равной 19,9272•10-27 кг. Ответ: 0,286.
10.19. Определить число нуклонов, которые могут находиться в ядре на наинизшем квантовом уровне. Ответ: 4.
10.20. Определить, во сколько раз магнетон Бора (единица магнитного момента электрона) больше ядерного магнетона (единица магнитного момента ядра). Ответ: В 1835 раз.
10.21. Охарактеризовать свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.
10.22. Объяснить принципы построения ядерной и оболочечной моделей ядра.
10.23. Объяснить, почему радиоактивные свойства элементов обусловлены только структурой их ядер.
10.24. Считая постоянную λ радиоактивного распада известной и используя закон радиоактивного распада, вывести выражение для: 1) периода полураспада Т1/2 радиоактивного ядра; 2) среднего времени жизни τ радиоактивного ядра. Ответ: 1) Т1/2 = (ln2)/λ; 2) τ = 1/λ.
10.25. Определить постоянную радиоактивного распада λ для изотопов: 1) тория ; 2) урана ; 3) иода I. Периоды полураспада этих изотопов соответственно равны: 1) 7.103лет; 2) 4,5.109 лет; 3) 8 сут. Ответ: 1) 3,13•10-12 с-1; 2) 4,87•10-18 с-1; 3) 10-6 с-1.
10.26. Определить, что (и во сколько раз) продолжительнее – три периода полураспада или два средних времени жизни радиоактивного ядра.
10.27. Определить, во сколько раз начальное количество ядер радио-активного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза. Ответ: В 64 раза.
10.28. Определить, какая часть (%) начального количества ядер радиоактивного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни τ радиоактивного ядра. Ответ: 13,5 %.
10.29. Определить, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада T1/2. Ответ: 0,75.
10.30. Определить период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с. Ответ: 10 мин.
10.31. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определить время, за которое распадется 1/3 начального количества ядер актиния. Ответ: 5,85 сут.
10.32. Постоянная радиоактивного распада изотопа равна 10-9 с-1. Определить время, в течение которого распадется 2/5 начального количества ядер этого радиоактивного изотопа. Ответ: 16,2 года.
10.33. Первоначальная масса радиоактивного изотопа иода (период полураспада Т1/2 = 8 сут) равна 1 г. Определить: 1) начальную активность изотопа; 2) его активность через 3 сут. Ответ: 1) 4,61•1015 Бк; 2) 3,55•1015 Бк.
10.34. Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент времени составляла 100 Бк. Определить активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада. Ответ: 70,7 Бк.
10.35. Начальная активность 1 г изотопа радия равна 1 Ки. Определить период полураспада T1/2 этого изотопа. Ответ: 1582 года.
10.36. Принимая, что все атомы изотопа магния (Т½=10 мин) массой m = 1 мкг радиоактивны, определить: 1) начальную активность А0 этого изотопа; 2) его активность А через 3 сут. Ответ: 1) 4,61 ТБк; 2) 3,55 ТБк.
10.37. Определить период полураспада T1/2 некоторого радиоактивного изотопа, если его активность за 5 сут уменьшилась в 2,2 раза. Ответ: 4,4 сут.
10.38. Определить удельную активность а (число распадов в 1 с на 1 кг вещества) изотопа , если период его полураспада T1/2 = 4,5•109 лет. Ответ: a = NA(ln2)/(MT1/2) = 12,З МБк/кг.
10.39. Объяснить, как изменяется положение химического элемента в таблице Менделеева после α- и β-распадов ядер его атомов.
10.40. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается после трех α- и двух β--распадов, Ответ: .
10.41. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определить, в какой элемент превращается после шести α- и трех β--распадов, Ответ: .
10.42. Ядра радиоактивного изотопа тория претерпевают последовательно α-распад, два β--распада и α-распад. Определить конечный продукт деления. Ответ: .
10.43. Определить, сколько β- и α-частиц выбрасывается при превращении ядра таллия в ядро свинца . Ответ: Три β-частицы и одна α-частица.
10.44. Радиоактивный изотоп радия претерпевает четыре α-распада и два β--распада. Определить для конечного ядра: 1) зарядовое число Z; 2) массовое число А. Ответ: 1) 82, 2) 209.
10.45. Записать α-распад радия .
10.46. Покоившееся ядро радона испускает α-частицу, имеющую скорость 16 Мм/с. Зная, что масса дочернего ядра составляет 3,62•10-25 кг, определить: 1) импульс α-частицы; 2) кинетическую энергию α-частицы; З) импульс отдачи дочернего ядра; 4) кинетическую энергию отдачи дочернего ядра. Ответ: 1) 1,07.10-19кг.м/с; 2) 5,35 МэВ; 3) 1,07.10-19 кг.м/с; 4) 9,89 кэВ.
10.47. Покоившееся ядро полония испускает α-частицу с ки-нетической энергией Тα = 5,77 МэВ. Определить: 1) скорость отдачи дочернего ядра; 2) какую долю кинетической энергии α-частицы составляет энергия отдачи дочернего ядра. Ответ: 1) 339 км/с; 2) 0,02.
10.48. Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции . Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184.10-26 и 3,8177.10-26 кг. Ответ: Q = 2,91 МэВ.
10.49. Записать β--распад магния .
10.50. Известно, что β--активные ядра обладают до распада и после него вполне определенными энергиями, в то же время энергетический спектр β--частиц является непрерывным. Объяснить непрерывность энергетического спектра испускаемых электронов.
10.51. Объяснить, почему существование антинейтрино полностью позволяет объяснить все особенности β--распада.
10.52. Объяснить, почему при α-распаде одинаковых ядер энергии α-частиц одинаковы, а при β--распаде одинаковых ядер энергии электронов различны.
10.53. Применяя понятия квантовой статистики, объяснить, почему невоз-можно принципиально создать «нейтринный лазер».
10.54. Описать основные процессы, происходящие при взаимодействии γ-излучения с веществом.
10.55. Свободное покоившееся ядро (m = 317,10953.10-27 кг) с энергией возбуждения E = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив γ-квант. Определить изменение энергии γ-кванта, возникающее в результате отдачи ядра. Ответ: Δε = E2/(mc2) = 0,047 эВ.
10.56. Назвать два важных механизма, которыми можно объяснить ослабление потока фотонов с энергией Е = 500 кэВ при его прохождении через вещество.
10.57. Объяснить, где и почему лучше исследовать длинные цепи рождений и распадов частиц высоких энергий – в камере Вильсона или в пузырьковой камере.
10.58. Определить, является ли реакция экзотер-мической или эндотермической. Определить энергию ядерной реакции. Ответ: 1,64 МэВ.
10.59. Определить, поглощается или выделяется энергия при ядерной . Определить эту энергию. Ответ: 17,6 МэВ.
10.60. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции: = 7,2992•10-26 кг, = 1,6736•10-227 кг, = 6,8021•10-27 кг, = 6,6467.10-27 кг.
10.61. Определить, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции . Массы ядер, участвующих в реакции: = 2,3253•10-26 кг, = 6,6467•10-27 кг, = 1,6737•10-27 кг, = 2,8229.10-26 кг.
10.62. Определить зарядовое число Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи ядерной реакции: 1) ; 2) ; 3) .
10.63. Записать недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях: 1) (n, α)х; 2) (α, n)х; 3) x(p, n) ; 4) (x, p) ; 5) x(n, α) .
10.64. В ядерной реакции выделяется энергия ΔE = 3,27 МэВ. Определить массу атома , если масса атома равна 3,34461•10-27 кг. Ответ: 5,00841.10-27кг.
10.65. Жолио-Кюри облучали алюминий α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад.. Записать эту реакцию.
10.66. Жолио-Кюри облучали магний α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+-распад. Записать данную реакцию.
10.67. В процессе осуществления реакции γ энергия E0 фотона со-ставляла 2,02 МэВ. Определить суммарную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения. Ответ: 1 МэВ.
10.68. При столкновении позитрона и электрона происходит их ан-нигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определить энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала. Ответ: 0,51 МэВ.
10.69. Записать схему электронного захвата (е-захвата) и объяснить его отличие от β±-распадов. Привести пример электронного захвата.
10.70. Дополнить недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях:
1) ;
2) ;
3) ;
4) .
10.71. Ядро урана , захватывая быстрый нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп урана, который претерпевает β--распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает β--распад, в результате чего образуется плутоний. Записать все эти процессы в виде ядерной реакции.
10.72. Определить кинетическую энергию Т и скорость V теплового нейтрона при температуре окружающей среды, равной 17 °С. Ответ: T = 6•10-21 Дж; V = 2,68 км/с.
10.73. Ядро урана, , захватывая тепловой нейтрон, делится на два осколка с массовыми числами 95 и 139, второй из которых, являясь радиоактивным, претерпевает три β--распада. Записать реакцию деления, а также цепочку β--распадов.
10.74. При захвате теплового нейтрона ядром урана образуются два осколка деления и два нейтрона. Определить порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим осколком является ядро стронция .
10.75. Объяснить, почему деление ядер должно сопровождаться вы-делением большого количества энергии.
10.76. Определить энергию (в электрон-вольтах), которую можно получить при расщеплении 1 г урана , если при расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. Ответ: 5,12.1023 МэВ.
10.77. Определить суточный расход чистого урана атомной электростанцией тепловой мощностью P = 300 МВт, если энергия E, выделяющаяся при одном акте деления, составляет 200 МэВ. Ответ: 316 г.
10.78. Определить число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью P = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия E = 200 МэВ, а среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5. Ответ: 1,56•1019 с-1.
10.79. Объяснить, почему реакция синтеза атомных ядер – образование из легких ядер более тяжелых – является колоссальным источником энергии.
10.80. Объяснить, почему для протекания термоядерной реакции не-обходимы очень высокие температуры.