Zadania ćwiczeniowe z fizyki jądrowej

Zadanie 1

Co jest wynikiem reakcji (x):

Zadanie 2

Oblicz energię wiązania na jeden nukleon dla jądra helu. Masa jądra helu 6,65*10^-27 kg, masa protonu 1,673*10^-27 kg, masa neutronu 1,675*10^-27 kg.

Odp: E/A=7 MeV

Zadanie 3

Izotop
rozpada się I powstaje izotop
. Ile przemian α i β^- zaszło?

Odp: odpowiednio 7 i 6

Zadanie 4

Oblicz ilość protonów, neutronów, i elektronów w atomie
.

Zadanie 5

Na podstawie wykresu określ ile jąder radioaktywnego jodu będzie w próbce po 40 dniach.

Odp: 5*10⁹

Zadanie 6

Zapisz schemat reakcji w której jądra azotu
bombardowane są cząstkami α w wyniku czego otrzymuje się izotop tlenu
. Zapisz nazwę cząstki otrzymanej poza tlenem. Z jakich zasad zachowania korzystasz?

Zadanie 7

W tabeli zawarta jest ilość jąder promieniotwórczych radonu od czasu. Określ czas połowicznego zaniku.

t [h]	0	37,8	75,5	128,8	182	219,7	273
N *10^8	16	12	9	5	4	3	2

Odp: ok 91 h

Zadanie 8

Okres połowicznego rozpadu dla izotopu wapnia wynosi 6 miesięcy. W próbce znajduje się 50 mg tego pierwiastka. Jaka masa izotopu była 3 lata wcześniej?

Odp: 3,2 g

Zadanie 9

W wyniku reakcji rozpadu otrzymano jądro uranu 235 cząstkę α i dwa elektrony. Jakie jądro uległo przemianie?

Zadanie 10

Czas połowicznego zaniku dla radu
wynosi 1600 lat. Oblicz stałą rozpadu oraz aktywność próbki zawierającej 22 mg tego pierwiastka.

Odp: 14*10^-12 , 8*10⁸ Bq

Zadanie 11

Jądro toru
ulega przemianie w której powstaje 6 cząstek α i 4 elektrony oraz nieznane jądro. Co to za pierwiastek?

Zadanie 12

Okres połowicznego rozpadu dla jądra
wynosi 138 dni. Po jakim czasie ulegnie rozpadowi 15 mg jeśli początkowo w próbce znajdowało się 51 mg.

Odp: ok. 69,3 dnia

Zadanie 13

Które z jąder jest trwalsze (ma większą energię wiązania na jeden nukleon)
czy
. Masa protonu 1,673*10^-27 kg, masa neutronu 1,675*10^-27 kg, masa jądra trytu 5*10^-27 kg, masa jądra helu 6,6*10^-27 kg.

Odp: tryt: 3 MeV , hel: 7 MeV.

Zadanie 14

W ciągu 28 lat ulega rozpadowi połowa jąder radioaktywnego strontu
. Oblicz czas po którym iloraz ilości jąder początkowych i ilości które pozostały wynosi
.

Odp: 39,2 lat

Zadanie 15

Okres połowicznego rozpadu dla jądra kobaltu
wynosi ok. 5 lat a dla jądra irydu
75 dni. Którego izotopu pierwiastków jest więcej i ile razy.

Odp: kobaltu ok. 24,3 razy

Zadanie 16

Ile energii można uzyskać z syntezy wodoru w hel. Zakładamy, że uzyskujemy 1 g helu. Deficyt masy jądra helu wynosi 5*10^-30 kg. Porównaj ile kilogramów benzyny należało by spalić aby uzyskać podobną energię. Ciepło spalania benzyny 50 MJ/kg.

Odp: 6,7*10¹⁰ J, 1300 kg

Zadanie 17

Aktywność pewnego preparatu zmalała e razy po upływie 15 godzin. Ile wynosi okres połowicznego zaniku dla tego preparatu?

Odp: 10,4 h

Zadanie 18

W próbce znajduje się 20 mg
. Ile jąder uranu rozpadnie się po jednej minucie jeśli okres połowicznego rozpadu wynosi 4,5*10⁹ lat?

Odp: 14822

---