Ядерная физика

1. Найти период полураспада радиоактивного препарата, если за сутки его активность уменьшится в четыре раза.

2. За какое время распадается 75% атомов кальция ?

3. Определить число ядер, распадающихся в течение времени: 1) t ₁= 1 мин; 2) t ₂= 15 сут, - в радиоактивном изотопе фосфора массой m = 1 мг. Период полураспада фосфора T _1/2 = 14,3 сут.

4. Какая часть начального количества атомов распадается за один год в радиоактивном изотопе тория ? Период полураспада тория T _1/2 = 7·10⁸ лет.

5. Определить энергию связи ε_св., которая выделится при образовании из протонов и нейтронов ядер гелия массой m = 1 г.

6. Вычислить дефект массы, энергию связи ядра атома и его удельную энергию связи, т.е. энергию, приходящуюся на один нуклон, для элемента .

7. Определить энергию связи ε_св., которая освободится при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро.

8. Определить активность A препарата массой m = 0,3 мг радиоактивного изотопа c периодом T _1/2= 6,7 года через время t = 5 лет.

9. Активность некоторого радиоактивного элемента за 10 ч уменьшилась на 20%. Определить постоянную распада этого элемента.

10. Вычислить удельную активность кобальта .

11. Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях: 1) 2)

12. 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 A второго осколка.

13. При делении ядра урана-235 выделяется энергия Q = 200 МэВ. Какую долю энергии покоя ядра урана-235 составляет выделившаяся энергия?

14. Определить энергию E, которая освободится при делении всех ядер, содержащихся в уране-235 массой m = 1 г.

15. Какой изотоп образуется из тория после четырех -распадов и двух -распадов?

16. Сколько и -частиц выбрасывается при превращении ядра урана в ядро висмута ?

17. Найти энергию Q ядерных реакций:

;

Освобождается или поглощается энергия в каждой из указанных реакций?

18. Найти энергию ядерных реакций:

;

19. Найти энергию Q ядерной реакции , если энергия связи ε_св. ядра равна 104,66 МэВ, а ядра - 105,29 МэВ.

20. Найти максимальную кинетическую энергию электрона T, испускаемого при распаде нейтрона. Написать уравнение распада.

21. При делении ядра урана выделяется энергия Q = 200 МэВ. Какую долю энергии покоя ядра урана составляет выделившаяся энергия?

22. Найти энергию Q, которая освобождается при делении всех ядер, содержащихся в уране массой m = 1 г.

23. Энергия связи ε_св. ядра, состоящая из двух протонов и одного нейтрона, равна ε_св.=7,72 МэВ. Найти массу m нейтрального атома, имеющего это ядро

24. Ядро углерода выбросило отрицательно заряженную -частицу и антинейтрино. Определить полную энергию Q -распада ядра.

25. Найти энергию Q -распада ядра полония .

26. Покоившееся ядро полония выбросило -частицу с кинетической энергией T = 5,3 МэВ. Определить кинетическую энергию T ядра отдачи и полную энергию Q, выделившуюся при -распаде.

27. Электрон и позитрон движутся друг к другу со скоростью, равной 0,6 скорости света каждый. При соударении они превращаются в два фотона. Вычислить длину волны фотонов.

28. Покоившееся ядро полония выбросило -частицу с кинетической энергией T = 0,3 МэВ. Определить величину импульса p и кинетическую энергию T ядра отдачи и полную энергию Q, выделившуюся при -распаде.

29. Определить кинетическую энергию электрона при b-распаде нейтрона. Написать уравнение этой реакции.

30. Какой изотоп образуется из после трех -распадов и одного - распада?

Приложения

Таблица 1: Значения некоторых физических постоянных

Постоянные	Значения
Постоянная Ридберга
Скорость света в вакууме
Число Авогадро
Заряд электрона
Постоянная Планка
Постоянная Стефана-Больцмана
Постоянная в законе Вина
Радиус первой боровской орбиты
Атомная единица массы

Таблица 3: Относительные атомные массы (округленные значения) A_r и порядковые номера Z некоторых элементов

Элемент	Символ	A_r	Z	Элемент	Символ	A_r	Z
Азот	N			Марганец	Mn
Алюминий	Al			Медь	Cu
Аргон	Ar			Молибден	Mo
Барий	Ba			Натрий	Na
Ванадий	V			Неон	Ne
Водород	H			Никель	Ni
Вольфрам	W			Олово	Sn
Гелий	He			Платина	Pt
Железо	Fe			Ртуть	Hg
Золото	Au			Сера	S
Калий	K			Серебро	Ag
Кальций	Ca			Углерод	C
Кислород	O			Уран	U
Магний	Mg			Хлор	Cl

Таблица 2: Работа выхода электронов

Металл	А, Дж	А, эВ
Калий		2,2
Литий		2,3
Платина		6,3
Рубидий		2,1
Серебро		4,7
Цезий		2,0
Цинк		4,0

Таблица 4: Массы атомов легких изотопов

Изотоп	Символ	Масса, а.е.м.	Изотоп	Символ	Масса, а.е.м.
Нейтрон		1,00867	Бериллий		7,01693
	9,01219
Водород		1,00783	Бор		10,01294
	2,01410		11,00930
	3,01605
Гелий		3,01603	Углерод		12,00000
	13,00335
	4,00260
	14,00324
Литий		6,01513	Азот		14,00307
	7,01601	Кислород		15,99491
	16,99913

Таблица 5: Периоды полураспада радиоактивных изотопов

Изотоп	Символ	Период полураспада
Актиний		10 суток
Иод		8 суток
Кобальт		5,3 года
Магний		10 минут
Радий		1620 лет
Радон		3,8 суток
Стронций		27 лет
Фосфор		14,3 суток
Церий		285 суток

Таблица 6: Масса и энергия покоя некоторых частиц

Частица	m_o	E_o
кг	а.е.м.	Дж	МэВ
Электрон	9,11∙10^-31	0,00055	8,16∙10^-14	0,511
Протон	1,672∙10^-27	1,00728	1,50∙10^-10
Нейтрон	1,675∙10^-27	1,00867	1,51∙10^-10
Дейтрон	3,35∙10^-27	2,01355	3,00∙10^-10
α-частица	6,64∙10^-27	4,00149	5,96∙10^-10
Нейтральный π-мезон	2,41∙10^-28	0,14498	2,16∙10^-11

Таблица 6: Некоторые характеристики Солнца, Земли и Луны

Физические параметры	Солнце	Земля	Луна
Масса, кг Радиус, м Средняя плотность, кг/ м Среднее расстояние от Земли, км		--

Таблица 6: Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования

Приставка
Наименова- ние	Обозначение	Множитель
гига	Г
мега	М
кило	к
гекто	г
милли	м
микро	мк
нано	н
пико	п