22
Fizyka jądra
762.Znajdź gęstość materii jądrowej protonu i gęstość atomu wodoru. YT
763.Znajdź długość fali fotonów powstałych podczas anihilacji elektronu i pozytonu. YT
764.Jaka część początkowej liczby No jąder pozostanie promieniotwórcza po pięciu okresach połowicznego rozpadu? YT
765.Oceń wiek próbki drewna z wykopalisk zawierającej trzy razy mniej promieniotwórczego izotopu 14C o czasie połowicznego rozpadu T=5730lat niż izotopu trwałego 12C
YT
766.Jaka część początkowej ilości jąder promieniotwórczych rozpada się po upływie połowy czasu połowicznego zaniku. YT
767.Liczba jąder promieniotwórczych zmniejszyła się 128 razy w ciągu 140 dni. Jaki jest czas połowicznego zaniku tego pierwiastka? YT
768.Nietrwały tryt ulega przemianie: 3H → 3He + e + . Antyneutrino elektronowe ma zerowy ładunek elektryczny i masę pomijalnie małą w stosunku do masy elektronu. Znajdź całkowitą energię kinetyczną wszystkich produktów przemiany. Znane są: mH= 5,00736·10–27kg, mHe= 5,00641·10–27kg, me=0,00091·10–27kg. YT
769.Promieniotwórczy aktyn ma T1/2=130s. Znajdź czas rozpadu 94% tego izotopu. YT
770.Znajdź energię, jaką należy dostarczyć do 197Au, aby rozbić je na swobodne nukleony. Znamy mAu=196,97u, mp=1,00457u, mn=1,00867u i 1u=1,6605·10-27kg. YT
771.Swobodny neutron jest nietrwały – rozpada się na proton, elektron i antyneutrino. Jego T1/2=614s. Po jakim czasie rozpadnie się 99,9% swobodnych neutronów? YT
772.Jądro izotopu radu rozpada się według schematu: 224Ra → 220Rn + 4He. Znajdź stosunek energii kinetycznych jąder helu i radonu. YT
773.Próbka izotopu 224Ra o T1/2=3,7dnia ma masę 0,75mg. Znajdź jej masę 13 dni wcześniej. YT
774.W reaktorach jądrowych paliwem jest wzbogacony uran – zawierający ok. 4% izotopu 235U. Z rozszczepienia 1 jądra tego uranu otrzymuje się około 207MeV energii. Ile węgla o wartości opałowej 20MJ/kg należy spalić, aby otrzymać tyle energii ile otrzymuje się ze spalenia 1kg uranu? YT
775.Polon 210Po jest źródłem promieniowania alfa o T1/2=139 dni. Jeden gram 210Po jest źródłem energii (ciepła) o P=140W. Używany jest w satelitach i pojazdach kosmicznych do podgrzewania aparatury i wytwarzania prądu elektrycznego. Oszacuj moc tego źródła po 2 latach. YT
776.Znajdź ilość energii powstającej podczas reakcji syntezy jądra helu z dwóch jąder deuteru: 2D.+.2D.=.4He. Reakcje takie zachodzą w gwiazdach. Znamy masy mD=2,01335u, mHe=4,00260u. YT
777.Całkowita moc izotopów promieniotwórczych wewnątrz Ziemi jest ok. 22·1012W. Rozpad jednego jądra izotopu wyzwala (wraz z rozpadami pochodnymi następującymi w szeregu) energię 200MeV z emisją 3 antyneutrin. Znajdź liczbę antyneutrin emitowanych przez 1 m2 powierzchni Ziemi w ciągu 1 sekundy. YT
778.Jądro uranu bombardowane neutronami ulega rozszczepieniu, podczas którego otrzymujemy 200MeV energii. Znajdź liczbę jąder, które uległy rozszczepieniu, jeśli dzięki otrzymanej energii ogrzano od 20°C do 100°C 5kg wody. YT
779.Jaka musi być progowa długość fali fotonu, aby wystarczyła do stworzenia pary cząstek? YT
780.Szerokie zastosowanie, między innymi w medycynie do zwalczania nowotworów, ma promieniotwórczy 137Cs. Podczas jego rozpadu emitowany jest foton γ o energii 0,66 MeV. Znajdź pęd tego fotonu. YT
781.Czas połowicznego zaniku izotopu toru 232Th wynosi 1,4·1010lat. Po jakim czasie liczba jąder promieniotwórczych zmniejszy się 210 razy? YT
782.Wykaż, że średnia gęstość materii jądrowej w atomie nie zależy od liczby masowej A. Przyjmij założenia:
1) jądro atomowe traktujemy jako kulę o V=(4/3)R3
2) empiryczny wzór na promień jądra atomowego jest
3) masę jądra szacujemy jako iloczyn A i masy neutronu mn. YT
783.Masywna gwiazda w wyniku ewolucji utworzyła obiekt o masie 12,56·1029kg i promieniu 1km. Wykaż, czy może on być „czarną dziurą”. YT
784.Jądro uranu uderzone w reaktorze jądrowym neutronem rozpada się według schematu: 235U+n→98Mo+136Xe+2n. Ile wtedy powstaje energii? Znamy mU = 235,043933u, mMo = 97,905510u, mXe = 135,907221u, mn=1,008665u, 1u=1,660539·10-27kg, 1eV = 1,602176·10-19J. YT
D22.1. Masy atomowe i masy jąder. YT