Ядерные реакции
<<  Ядерный фактор в международных отношениях Российская академия наук институт ядерных исследований  >>
Задачи по ядерной физике
Задачи по ядерной физике
Период полураспада
Период полураспада
Радиоактивность
Радиоактивность
Задача 1
Задача 1
Решение задачи № 1
Решение задачи № 1
Задача № 2
Задача № 2
Решение задачи № 2
Решение задачи № 2
Энергия связи ядра
Энергия связи ядра
Решение задачи №3
Решение задачи №3
Задачи 4,5
Задачи 4,5
Решение задачи № 4
Решение задачи № 4
Решение задачи № 5
Решение задачи № 5
Примечание
Примечание

Презентация на тему: «Задачи по ядерной физике». Автор: admin. Файл: «Задачи по ядерной физике.ppt». Размер zip-архива: 68 КБ.

Задачи по ядерной физике

содержание презентации «Задачи по ядерной физике.ppt»
СлайдТекст
1 Задачи по ядерной физике

Задачи по ядерной физике

2 Период полураспада

Период полураспада

Период полураспада (T) – время, за которое распадается ровно половина вещества. Таким образом через время t=T останется нераспавшимся половина вещества, через t=2T 1/2?1/2=1/4 вещества, через t=3T – 1/8 и т.д. Общая формула:

Где N – количество молекул, а m – масса нераспавшегося вещества

3 Радиоактивность

Радиоактивность

Определяется как скорость распада, т.е. количество распадов в секунду. В системе СИ измеряется в распады/секунду или просто с-1. При этом получаются очень большие числа, поэтому на практике пользуются единицей рентген/час. 1 рентген соответствует дозе облучения при котором гамма кванты образуют в 1 см3 воздуха 2?109 пар ионов. Очевидно, что радиоактивность пропорциональна количеству радиоактивного вещества, а значит

4 Задача 1

Задача 1

Некоторый изотоп A подвержен ?-распаду, в результате чего образуется изотоп B, не обладающий никакой радиоактивностью, и имеет период полураспада T= 2 дня. Взяли 200 г изотопа. Сколько изотопа В будет через 6 дней.

5 Решение задачи № 1

Решение задачи № 1

Обратим внимание, что при ?-распаде масса не меняется, что означает, что суммарная масса вещества остаётся неизменной. Рассчитаем количество вещества А, оставшееся нераспавшимся через данный промежуток времени.

Г

Тогда mВ=200-25=175 г

6 Задача № 2

Задача № 2

В результате радиационной катастрофы произошло заражение местности изотопами X, Y и Z. Сразу после аварии собственные активности изотопов были: ?x=320 мкР/час, ?Y=200 мкР/час, ?z=80 мкР/час, периоды полураспада изотопов: Tx=2 год, TY=4 года, Tz=3 года. Если не проводить дезактивацию, возможно ли проживание людей на этой территории через 12 лет. Безопасным считается уровень радиации 50 мкР/час, естественный фон радиации в этой местности составляет 12мкР/час

7 Решение задачи № 2

Решение задачи № 2

Найдём активности всех 3ч изотопов через указанное время и просуммируем их, не забыв добавить естественный фон ?0

мкР/час

мкР/час

мкР/час

мкР/час

Ответ: можно (т.к. 47<50)

8 Энергия связи ядра

Энергия связи ядра

Найти энергию связи ядра (1327 Al), если Масса ядра 26,9815 а.е.м. Масса нейтрона 1,0086 а.е.м. Масса протона 1,0073 а.е.м.

9 Решение задачи №3

Решение задачи №3

Ищем массу составных частей: В ядре 13 протонов и 27-13=14 нейтронов. Их масса в свободном состоянии. M0=13· 1,0073+14· 1,0086=27,2153 а.е.м. Дефект массы ?М=27,2153- 26,9815= =0,234 а.е.м.=0,234·1,67·10-27=0,39·10-27кг Энергия связи W=?mc2=0,39·10-27 ·9·1016=3,51·10-11Дж (c – скорость света, c=3·108м/с)

10 Задачи 4,5

Задачи 4,5

Найти энергетический выход реакций, определить происходят они с выделением или поглощением энергии

Справочные данные: массы изотопов

42 He 4,0026 21H 2,0141 31H 3,0160 63Li 6,0151 73Li 7,0160 84Be 8,0053 Нейтрон 1,0087 1 а.е.м.=1,67·10-27 кг

11 Решение задачи № 4

Решение задачи № 4

42 He

+

31 H

?

63Li

+

10n

4,0026

3,0160

6,0151

1,0087

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

7,0186

7,0238

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае после реакции (справа), значит масса добавилась, т.е. энергия перешла в массу, реакция шла с поглощением энергии

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=7,0238-7,0186=0,0052=5,2·10-3 а.е.м.

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Переводим дефект масс в кг ?M=5,2·10-3 а.е.м.= 5,2·10-3 ·1,67·10-27=8,7·10-30кг

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=8,7·10-30 ·9·1016=78·10-14Дж=7,8·10-13Дж

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Поглощается 7,8·10-13Дж на каждый акт реакции.

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

12 Решение задачи № 5

Решение задачи № 5

73 Li

+

21 H

?

84Be

+

10n

7,0160

2,0141

8,0053

1,0087

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

Суммируем массы до и после реакции

9,0301

9,0140

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Определяем, где масса больше: до или после реакции, в данном случае до реакции (слева), значит масса ушла, т.е. масса перешла в энергию, реакция шла с выделением энергии

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Считаем дефект массы (из большего вычитаем меньшее) ?M=9,0301-9,0140=0,016=1,6·10-2 а.е.м.

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Переводим дефект масс в кг ?M=1,6·10-2 а.е.м.= 1,6·10-2 ·1,67·10-27=2,7·10-29кг

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Считаем энергию реакции W= ?Mс2=2,7·10-29 ·9·1016=24·10-13Дж=2,4·10-12Дж

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Ответ: Выделяется 2,4·10-13Дж на каждый акт реакции.

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

Подставляем массы изотопов

13 Примечание

Примечание

Энергия, которую мы посчитали не так уж и мала, это энергия на одну реакцию. Если в задаче № 5 взять 7 г лития, это 1 моль = 6·1023 атомов, соответственно произойдёт 6·1023 реакций, выделится Q= 2,4·10-13· 6·1023 =14,4·1010 =144·109 Дж = 144 ГДж тепла! Это энергия выделяемая при сгорании 4500 л бензина.

«Задачи по ядерной физике»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/zadachi-po-jadernoj-fizike-109716.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Ядерные реакции > Задачи по ядерной физике