PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ

1. W wyniku emisji cząstek α z izotopu pierwiastka
   powstanie izotop pierwiastka:

A.

B.

C.

1 p

2. Okres połowicznego rozpadu nuklidu jodu - 131 wynosi 8 dni. Początkowo próbka jodu zawierała 120 mg jodu - 131. Oblicz, ile miligramów jodu - 131 pozostanie w próbce po 24 dniach:

Rozwiązanie:

3 p

3. Maria Skłodowska - Curie - dwukrotna laureatka nagrody Nobla - odkryła dwa pierwiastki promieniotwórcze: polon i rad.

1. podaj nazwę pierwiastka, którego izotop powstanie w wyniku rozpadu α izotopu radu - 226.

...................................................

2. zapisz równanie powyższej przemiany:

.....................................................................................................................................

3. wiedząc, że okres półtrwania radu wynosi 1622 lat, określ, ile radu pozostanie po 4866 latach z próbki o masie 10 g.

Rozwiązanie:

5 p

4. Podaj jeden przykład pozytywnego i jeden negatywnego oddziaływania izotopów promieniotwórczych na organizm żywy.

1. oddziaływanie pozytywne:

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

2. oddziaływanie negatywne:

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

2 p

5. Określ liczbę atomową pierwiastka, powstającego w wyniku rozpadów promieniotwórczych izotopu radu
   , w czasie których emitowane są 4 cząstki α i 2 cząstki β^- i podaj symbol tego pierwiastka.

liczba atomowa pierwiastka: .....................

symbol pierwiastka: .....................

2 p

6. Określ typ rozpadu w przemianach:

a)
__→

..................................

b)
__→

..................................

2 p

7. Zgromadzono próbkę
   o masie 8 mg.
   ulega przemianie α z okresem połowicznego rozpadu 3,8 dnia. Oblicz, ile miligramów
   pozostanie w próbce po upływie 5 okresów jego połowicznego rozpadu, czyli 19 dni.

Rozwiązanie:

3 p

1. Atom pierwiastka promieniotwórczego wyemitował jedną cząstkę α i dwie cząstki β^-, przekształcając się w jądro ²³⁵U. Określ, jaki pierwiastek uległ opisanym przemianom. Napisz równania tych przemian.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

3 p

2. Napisz pełne równanie reakcji jądrowej podanej w postaci uproszczonej i nazwij emitowaną cząstkę elementarną.

⁷⁰Zn(p:?)⁷⁰Ga

równanie reakcji jądrowej:

……………………………………………………………………………………….

nazwa cząstki elementarnej:

…………………………………………………………..

2 p

3. Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny.

Th _→ ……………….. + α

1 p

1. Badany pierwiastek jest mieszaniną dwóch izotopów. Jądro lżejszego izotopu składa się ze 154 cząstek elementarnych, w tym z 90 neutronów i jego zawartość w mieszaninie wynosi 51,35% wszystkich atomów. Natomiast jądro drugiego izotopu zbudowane jest ze 156 cząstek elementarnych.

1. oblicz masę atomową tego pierwiastka.

3 p

2. podaj liczbę atomową oraz liczby masowe obu izotopów.

liczba atomowa: .............................................

liczby masowe: .............................................

2 p

c) jaki to pierwiastek?

........................................................................................................

1 p

2. Określ liczbę atomową pierwiastka, powstającego w wyniku rozpadów promieniotwórczych izotopu radu
   Ra, w czasie których emitowane są 4 cząstki α i 2 cząstki β^- i podaj symbol tego pierwiastka.

Obliczenia:

symbol pierwiastka:

...............................................

3 p

3. Oblicz skład procentowy mieszaniny dwóch izotopów galu, wiedząc, że masa atomowa galu wynosi 69,72 u, a jądra atomowe tych izotopów zawierają 38 neutronów i 40 neutronów.

Rozwiązanie:

3 p

4. Na podstawie danych umieszczonych poniżej wybierz izotop najbardziej oraz najmniej trwały.

izotop	okres połowicznego rozpadu izotopu
bizmut - 210	5 dni
polon - 210	138 dni
polon - 214	0,00015 s
stront - 90	28 lat
rad - 226	1600 lat

izotop najbardziej trwały: ............................................

izotop najmniej trwały: ............................................

2 p

5. Uzyskano 400 mg pierwiastka promieniotwórczego o okresie półtrwania wynoszącym 8 dni. Oblicz, ile miligramów tego pierwiastka pozostanie po upływie 48 dni.

Rozwiązanie:

3 p

4. Jednym z pierwiastków wykazujących promieniotwórczość naturalną jest rad.

Napisz równania przemian promieniotwórczych, w których rad - 223 emituje jedną cząstkę α, a rad - 228 emituje jedną cząstkę β^-.

Przemiana α: ……………………………………………………………………

Przemiana β^-: ……………………………………………………………………

2 p

5. Próbka pewnego materiału promieniotwórczego zawiera obecnie 40 g izotopu ⁶⁰Co o okresie półtrwania równym 5 lat.

Oblicz, ile gramów tego izotopu rozpadnie się w ciągu najbliższych 15 lat.

Rozwiązanie:

3 p

6. Podczas rozpadu radioaktywnego radu wg schematu:

Ra _→
Rn + ...........

oprócz radonu powstaje:

1. cząstka β;

2. trwały izotop ołowiu;

3. proton;

4. cząstka α.

1 p

7. Okres połowicznego rozpadu promieniotwórczego fosforu - 32 wynosi 14 dni. Jaki procent początkowej ilości tego pierwiastka pozostanie po 70 dniach?

Obliczenia:

2 p

8. Okres połowicznego rozpadu to czas, w którym:

1. połowa cząstek ulega rozpadowi;

2. następuje proces anihilacji;

3. wszystkie cząstki ulegną rozpadowi na pół;

4. zaczyna przebiegać reakcja łańcuchowa.

1 p

9. Podaj po jednym zastosowaniu, jakie mają izotopy promieniotwórcze następujących pierwiastków:

1. jodu ¹³¹J: ..............................................................................................................................................................................................................................................................

2. węgla ¹⁴C: ..............................................................................................................................................................................................................................................................

2 p

10. W wyniku bombardowania jąder atomu berylu
    Be cząstkami α powstają atomy węgla
    C oraz:

1. protony;

2. neutrony;

3. elektrony;

4. pozytony.

1 p

11. Atom pierwiastka promieniotwórczego wyemitował dwie cząstki α i jedną cząstkę β^-, przekształcając się w jądro ²¹⁴At. Określ, jaki pierwiastek uległ opisanym przemianom. Napisz równania tych przemian.

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

3 p

12. W roku 1910 Maria Skłodowska - Curie otrzymała 1 gram radu, którego okres połowicznego rozpadu wynosi 1590 lat. W którym roku z otrzymanej próbki pozostanie jeszcze 0,5 grama radu?

Rozwiązanie:

2 p

Informacja do zadania 10.

Czas połowicznego rozpadu izotopu ¹⁴C wynosi 5720 lat. Masa tego izotopu w badanej obecnie próbce materiału biologicznego wynosi 1,5 mg.

13. Masa izotopu ¹⁴C w badanym materiale biologicznym 22880 lat temu wynosiła:

1. 6 mg;

2. 24 mg;

3. 0,094 mg;

4. 0,375 mg.

Obliczenia:

2 p

14. Podaj po jednym zastosowaniu, jakie mają izotopy promieniotwórcze następujących pierwiastków;

1. kobaltu ⁶⁰Co: ...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

2. technetu: ...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

2 p

Informacja do zadania 12.

Najbardziej rozpowszechnionym izotopem polonu, pierwiastka odkrytego przez małżonków Curie w 1898 roku, jest izotop
τ_1/2 = 138,4 dnia).

15. Po upływie jakiego czasu z próbki
    rozpadowi ulegnie ¾ początkowej masy tej próbki?

1. 276,8 dnia;

2. 207,6 dnia;

3. 138,4 dnia;

4. 103,8 dnia.

Rozwiązanie:

2 p

16. Najmniej szkodliwe dla organizmów żywych jest promieniowanie:

1. α;

2. β;

3. γ;

4. X (Roentgena).

1 p

Informacja do zadania 14.

Rysunek przedstawia fragment szeregu promieniotwórczego, w którym występuje izotop
:

______→
______→

17. Przemiana I i przemiana II zostały prawidłowo określone w punkcie:

	przemiana I	przemiana II
A.	α	β^+
B.	β^-	α
C.	β^+	α
D.	β^-	β^+

1 p

18. Krzem - 27 (²⁷Si) ulega rozpadowi promieniotwórczemu β⁺, natomiast krzem - 32 (³²Si) rozpadowi β^-.

Podaj symbole pierwiastków, których jądra atomowe powstają w wyniku tych rozpadów promieniotwórczych. Zastosuj zapis
.

...............................................

..............................................

2 p

19. Ile cząstek α i β wyemituje atom ołowiu
    Pb przemieniając się w atom rtęci
    Hg?

1. 2 α i 3 β;

2. 1 α i 4 β;

3. 2 α i 2 β;

4. 3 α i 2 β.

1 p

20. Okres połowicznego rozpadu promieniotwórczego izotopu
    wynosi 100 lat. Oblicz, ile miligramów tego izotopu pozostanie z próbki o masie 1 g po upływie 300 lat.

Obliczenia:

2 p

21. Falą elektromagnetyczną jest:

1. wiązka promieni α;

2. promieniowanie γ;

3. promieniowanie rentgenowskie;

4. prawidłowe odpowiedzi B i C.

1 p

22. 
    emituje cząstki β^-. Czas połowicznego rozpadu - 37,5 minuty. Oblicz, po jakim czasie 1 g nuklidu
    zmniejszy swą masę do 0,25 g.

Obliczenia:

2 p

23. Atom pierwiastka
    X wyemitował 2 cząstki α i cząstkę β^-, w wyniku tej przemiany promieniotwórczej powstał atom:

A.
Y;

B.
Y;

C.
Y;

D.
Y.

1 p

Informacja do zadań 21 i 22:

Miedź jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 29. W przyrodzie występuje w postaci dwóch trwałych izotopów jako miedź - 63 i miedź - 65. Masa atomowa miedzi wynosi 63,546 u. Znanych jest kilka izotopów miedzi otrzymywanych sztucznie. Należą do nich między innymi:

miedź - 59 o τ_1/2 = 82 s, ulega rozpadowi β^-;

miedź - 70 o τ_1/2 = 5 s, ulega rozpadowi β⁺;

miedź - 71 o τ_1/2 = 20 s, ulega rozpadowi β^-.

24. Na podstawie analizy podanych powyżej informacji podaj, który ze sztucznie otrzymywanych izotopów miedzi jest, Twoim zdaniem, najmniej trwały. Uzasadnij odpowiedź:

Najmniej trwałym izotopem miedzi jest ..................................................., ponieważ .......................................................................................................

2 p

25. Zapisz równanie rozpadu dla jednego promieniotwórczego izotopu miedzi wybranego spośród podanych w informacji wstępnej.

...............................................................................................................................

1 p

Informacja do zadania 24:

Jądra promieniotwórczych pierwiastków występujących w przyrodzie ulegają przemianom α i β (β^-) aż do czasu powstania wskutek kolejnego rozpadu trwałego jądra atomowego.

26. Dane są atomy pierwiastka oznaczonego umownie symbolem E charakteryzowane przez liczbę atomową Z i liczbę masową A (
    ). Załóżmy, że jądra atomów pierwiastka E mają tendencję do ulegania zarówno przemianie α, jak i β (β^-), przy czym wskutek przemiany α powstają jądra pierwiastka E₁, a wskutek przemiany β (β^-) jądra atomów pierwiastka E₂.

Określ, jakie wartości liczby atomowej i liczby masowej odpowiadają atomowi pierwiastka E₁, a jakie atomowi pierwiastka E₂.

atom	liczba atomowa	liczba masowa
E1
E2

2 p

27. Wskutek trzech następujących po sobie przemian promieniotwórczych z jądra ²²³Ra powstało jądro ²¹⁵At.

1. określ, ile cząstek α i ile cząstek β^- zostało wypromieniowanych w trakcie opisanych przemian.

................. cząstek α i ................. cząstek β^-

2. zapisz równania tych przemian, wiedząc, że najpierw przebiega (-ją) przemiana (-y) , w trakcie której (-ych) liczba masowa jądra ulega zmianie.

..................................................................................................................

..................................................................................................................

3. określ skład jądra atomu ²²³Ra:

.........................................................................................................................

5 p

28. Promieniowanie α to:

1. fala elektromagnetyczna;

2. jądra atomów helu;

3. strumień elektronów;

4. wiązka cząstek obojętnych;

5. promienie obdarzone ładunkiem ujemnym.

1 p

29. Czas połowicznego rozpadu dla ²¹⁸Po wynosi 3,05 minuty.

Po jakim czasie w próbce pozostanie jedna szesnasta początkowej ilości izotopu ²¹⁸Po?

1. 6,1 min;

2. 9,15 min;

3. 12,2 min;

4. 0,19 min

Obliczenia:

2 p

?

?

przemiana I

przemiana II

---