7 Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц 2 Ядерные реакции Ф7.2.1-1 Какая доля радиоактивных атомов распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада? 1 Период полураспада – время T 2 , в течение которого система распадается с вероятностью 1: 25% 2: 90% 3: 50% 4: Все атомы распадутся 5: 75%* 1 , т.е. в течение одного периода 2 полураспада количество не распавшихся частиц уменьшится в среднем в 2 раза. После первого периода полураспада распадется 1 1 m0 вещества. После второго периода полураспада распадется и останется по m2 m1 вещества. В 2 2 1 1 1 1 1 3 итоге распадется за два периода полураспада: m m1 m2 m0 m1 m0 m0 m0 , что составляет 75%. 2 2 2 2 2 4 и останется по m1 Ответ: 5 Ф7.2.1-2 Правильный ответ 1. Ф7.2.2-1 При α-распаде значение зарядового числа Z меняется … 1: на два* 2: на четыре 3: не меняется 4: на три Альфа-распад – вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание альфа-частицы (ядра атома 4 ). При этом массовое число уменьшается на 4, а атомный номер (зарядовое число) – на 2. 2 He Ответ: 1 Ф7.2.2-2 1: β+-распад 2: β--распад 3: α-распад* 4: К-захват Альфа-распад, вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание альфа-частицы (ядра атома 24He ). При этом массовое число уменьшается на 4, а атомный номер (зарядовое число) уменьшается на 2. Ответ: 3 Испусканием ядер гелия обязательно сопровождается … Ф7.2.2-3 α-излучение представляет собой поток … 1: ядер атомов гелия* 2: протонов 3: квантов электромагнитного излучения, испускаемых атомными ядрами при переходе из возбуждённого состояния в основное 4: электронов Альфа-распад, вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание альфа-частицы (ядра атома 24He ). При этом массовое число уменьшается на 4, а атомный номер (зарядовое число) уменьшается на 2. Ответ: 1 Ф7.2.2-4 Ф7.2.2-5 1* 2 3 4 5 ядерная реакция деления ядерная реакция синтеза Ф7.2.3-1 1: 10 α- распадов и 4 β-- распадов 2: 6 α- распадов и 8 β-- распадов стабильный изотоп свинца 206 . 82 Pb 3: 8 α- распадов и 6 β—распадов* 4: 9 α- распадов и 5 β-- распадов 238 206 4 0 Запишем реакцию, которая соответствует заданию: 92U 82 U a2 He b1 e (a – число -распадов и b – число Сколько α- и β--распадов должно произойти, чтобы U превратился в 238 92 распадов). Используем представленные в таблице величины для -частицы и -частицы: масса 4 a.e.m. 1 a.e.m. -частица -частица заряд +2 0 и запишем законы сохранения массы и заряда: 238 206 4a a 8 92 82 2a b b 6 Ответ: 3 Ф7.2.3-2 - распадов и 4 - распадов 2: 8 - распадов и 6 -распадов* Pb . стабильный изотоп свинца 3: 9 - распадов и 5 -распадов 4: 6 - распадов и 8 - распадов 206 4 0 Запишем реакцию, которая соответствует заданию: 238 (a – число -распадов и b – число 92 U 82 U a2 He b1 e распадов). Используем представленные в таблице величины для -частицы и -частицы: Сколько α- и β--распадов должно произойти, чтобы 238 92 U превратился в 1: 10 206 82 -частица -частица масса 4 a.e.m. 1 a.e.m. заряд +2 0 и запишем законы сохранения массы и заряда: 238 206 4a a 8 92 82 2a b b 6 Ответ: 2 Ф7.2.3-3 1* 2 3 4 Ф7.2.3-4 1* 2 3 4 Ф7.2.3-5 1* 2 3 4 Ф7.2.4-1 Неизвестный радиоактивный химический элемент самопроизвольно распадается 91 по схеме: X 36 . Ядро этого элемента содержит … Kr 142 56 Ba 3n 1: 94 протона и 144 нейтрона 2: 92 протона и 142 нейтрона 3: 92 протона и 144 нейтрона* 4: 94 протона и 142 нейтрона 91 142 1 Перепишем реакцию, представленную в задании: 238 . Запишем законы сохранения массы и заряда: X Kr Ba 3 n 92 36 56 0 m 91 142 3 236 n m p 236 92 144 z 36 56 92 p 92 Ответ: 3 Ф7.2.4-2 Правильный ответ 1. Ф7.2.4-3 Правильный ответ 1. Ф7.2.4-4 Правильный ответ 4. Ф7.2.5-1 Покоящееся претерпевает ядро урана α-распад: 235 231 4 . Из следующих 92 U 90Th 2 He 1: процесс распада описывается соотношениями релятивистской механики* 2: движение ядер подчиняется законам классической механики 3: процесс распада происходит в соответствии с законом сохранения массовых чисел* утверждений верными являются: 4: образующиеся ядра движутся в одном направлении При всех ядерных превращениях выполняются все известные законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса, заряда, а так же закон сохранения нуклонов (массовых чисел). При -распаде ядро испытывает отдачу и заметно смещается в сторону, противоположную направлению вылета -частицы. Согласно дефекту масс кинетическая энергия продуктов распада определяется по формуле: Ek mU mTh mHe c 2 , большую часть которой уносит α-частица. Отсюда следует, что скорость α-частицы сопоставима со скоростью света и процесс распада может быть описан соотношениями релятивистской механики. Ответ: процесс распада описывается соотношениями релятивистской механики; процесс распада происходит в соответствии с законом сохранения массовых чисел. Ответы: 1,3