Методическая разработка для аудиторной работы №32-11 по теме:

Ядерная физика

1. Определить состав ядер атомов лития , изотопов водорода с массовыми числами 1 и 2 и изотопов урана .

2. Ядра изотопа тория претерпевают a - распад и два электронных b - распада. Какие ядра после этого получаются?

3.Написать недостающие обозначения X и y в ядерной реакции

4. Дописать недостающие символы X и Y в ядерной реакции:

5. Определить дефект массы, энергию связи ядра атома азота . Какая энергия связи приходится на один нуклон? mn = 1,00867 а. е.м. – масса покоя нейтрона; mH = 1,00797 а. е.м. – масса атома водорода; mN = 14,0067 а. е.м. – масса атома азота; 1 а. е.м. = 1,66×10-27 кг, с = 3×108 м/с.

6. Определить энергию, необходимую для разделения ядра на a - частицу и ядро , если известно, что энергии связи ядер , и равны соответственно 127,62 МэВ; 92,16 МэВ и 28,30 МэВ.

7. Атом лития испытывает при бомбардировке нейтронами превращение . Сколько выделяется энергии при этом? Массы частиц, участвующих в реакции: mLi = 6,939 а. е.м. mn = 1,0079 а. е.м.; mBe = 8,0043 а. е.м.; me = 0,0055 а. е.м.

8. Определить период полураспада висмута 210Bi, если известно, что висмут массой m=1,0 г выбрасывает N=4,58·1015 β-частиц за t=1 с. (При решении воспользоваться разложением в ряд Маклорена )

9. При бомбардировке алюминия a - частицами образуется фосфор. Подсчитайте энергию a - частиц, требующуюся для этой реакции. Масса атома алюминия mAl = 26,98154 а. е.м., масса атома фосфора mP = 30,97376 а. е.м., масса атома гелия mHe = 4,00260 а. е.м., масса нейтрона mn = 1,00867 а. е.м.(1 а. е.м. = 1,66×10-27 кг, с = 3×108 м/с).

10. Неподвижное ядро кремния выбросило электрон с кинетической энергией W1 = 0,5 МэВ и антинейтрино (частицу с зарядом, равным нулю, и массой покоя равной нулю) . Пренебрегая кинетической энергией образовавшегося ядра, определить кинетическую энергию W2 антинейтрино. Массы нейтральных атомов: mSi = 30,975335 а. е.м., mP = 30,977376 а. е.м.

(1 а. е.м. = 1,66×10-27 кг, 1 МэВ = 1,6×10-13 Дж). Скорости частиц считать v1; v2 << c, где с = 3×108 м/с).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Домашнее задание №32-11 по теме:

Ядерная физика

1.(Л) Сколько электронов находится в электронной оболочке нейтрального атома, ядро которого состоит из 6 протонов и 6 нейтронов?

2.(С) Найти мощность реактора, в котором делится m=1 г урана 235U в сутки. Энергию, освобождающуюся при делении одного ядра 235U принять равной Q=185 МэВ

3.(Л-С) Написать недостающие обозначения x, y и Z в ядерной реакции:

4.(Л-С) Какие ядра и частицы образуются, когда протекают следующие ядерные реакции:

;

5.(С) Определить энергию связи ядра , приходящуюся на один нуклон. Массы: нейтрона mn = 1,00867 а. е.м., атома водорода mH = 1,00783 а. е.м., атома углерода mC = 12,01115 а. е.м.

6.(С) Какую энергию необходимо затратить для разделения ядра на две a - частицы и нейтрон, если известно, что удельная энергия связи в ядре бериллия равна 6,45 МэВ, а в ядре гелия 7,06 МэВ?

7.(С) При взрыве водородной бомбы протекает термоядерная реакция образования гелия из дейтерия и трития . Написать ядерную реакцию и определить её энергетический выход.

mгелия = 4,00388 а. е.м. mдейтерия = 2,01474 а. е.м. mтрития = 3,01700 а. е.м.

mнейтрона = 1,00899 а. е.м.

8.(С) Закон радиоактивного распада можно записать в виде: N = N0e-lt, где l - известная постоянная распада. Определите период полураспада T.

9.(С) При обстреле ядер фтора протонами образуется кислород . Сколько энергии освобождается при этой реакции? Масса атома фтора mF = 18,9984 а. е.м., масса атома кислорода mO = 15,99940 а. е.м., масса атома гелия mHe = 4,00260 а. е.м., масса атома водорода mH = 1,00783 а. е.м.

10.(Т) Пренебрегая кинетическими энергиями ядер дейтерия и принимая их суммарный импульс равным нулю, определить кинетические энергии Т1 и Т2 продуктов реакции . Массы нейтральных атомов: mдейтерия = 2,01410 а. е.м., mгелия = 3,01603 а. е.м., mнейтрона = 1,00867 а. е.м.. Скорости образовавшихся частиц считать v1, v2 << c, где с – скорость света.

Основные понятия, формулы.

1.Состав ядра. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов (нуклонов). Масса и заряд протона и нейтрона соответственно равны:

;; . () Число нуклонов в ядре равно массовому числу А, выраженному в атомных единицах массы. Число Z протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в периодической таблице Менделеева и представляет собой заряд ядра в единицах элементарного заряда электрона. Следовательно, число нейтронов в ядре: N = A – Z. Любой элемент или элементарную частицу обозначают символически:.

2.Изотопы – атомы одного и того же элемента, имеющие разное число нейтронов в ядре.

3.Дефект массы – разность между суммой масс покоя нуклонов и массой ядра:

.

4.Энергия связи определяется работой, которую необходимо совершить для того, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны и удалить их друг от друга на расстояния, на которых они не взаимодействуют:, где - дефект массы, с – скорость света в вакууме.

5.Ядерные реакции. При бомбардировке какими-либо элементарными частицами ядра одного элемента могут превращаться в ядра другого элемента. Реакции превращения записываются в виде схем:

. При этом выполняются законы сохранения массового числа (энергии) и порядкового номера (электрического заряда)

6.Закон радиоактивного распада. Число не распавшихся ядер убывает по закону: ,где N0 – число ядер в начальный момент времени, l - постоянная распада, t – время распада.

7.Периодом полураспада называется промежуток времени, в течение которого распадается половина начального количества ядер:.

Ответы.

1.6

2. МВт

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.