6134.
Определите, что больше - масса атомного ядра или масса свободных нуклонов (протонов и нейтронов), входящих в его состав.
6135.
Определите, какая энергия в электрон-вольтах соответствует дефекту массы Δm = 3·10−20 мг.
6136.
Определите энергию связи ядра атома гелия . Масса нейтрального атома гелия равна 6,6467·1027 кг.
6137.
Определите удельную энергию связи δЕсв (энергию связи, отнесенную к одному нуклону) для ядер: 1) ; 2) . Массы нейтральных атомов гелия и углерода соответственно равны 6,6467·10−27 и 19,9272·10−27 кг.
6138.
Используя данные задачи 7.13, определите, какая необходима энергия, чтобы разделить ядро на три альфа-частицы.
6139.
Определите массу изотопа , если изменение массы при образовании ядра составляет 0,2058·10−27 кг.
6140.
При отрыве нейтрона от ядра гелия образуется ядро . Определите энергию связи, которую необходимо для этого затратить. Масса нейтральных атомов и соответственно равна 6,6467·10−27 кг и 5,0084·10−27 кг.
6141.
Энергия связи Есв ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна 39,3 МэВ. Определите массу m нейтрального атома, обладающего этим ядром.
6142.
Определите, какую долю кинетической энергии теряет нейтрон при упругом столкновении с покоящимся ядром углерода , если после столкновения частицы движутся вдоль одной прямой. Массу нейтрального атома углерода принять равной 19,9272·10−27 кг.
6143.
Определите число нуклонов, которые могут находиться в ядре низшем квантовом уровне.
6144.
Определите, во сколько раз магнетон Бора (единица магнитного момента ядра) больше ядерного магнетона (единица магнитного момента ядра).
6145.
Охарактеризуйте свойства и особенности сил, действующих между составляющими ядро нуклонами.
6146.
Объясните принципы построения капельной и оболочечной моделей ядра.
6147.
Объясните, почему радиоактивные свойства элементов обусловлены только структурой их ядер.
6148.
Считая постоянную λ радиоактивного распада известной и используя закон радиоактивного распада, выведите выражение: 1) для периода полураспада Т1/2 радиоактивного ядра; 2) для среднего времени жизни τ радиоактивного ядра.
6149.
Определите постоянную радиоактивного распада λ для изотопов: 1) тория ; 2) урана ; 3) иода . Период полураспада лих изотопов соответственно равен 1) 7·10³ лет; 2) 4,5·109 лет; 3) 8 сут.
6150.
Определите, что (и во сколько раз) продолжительнее - три периода полураспада или два средних времени жизни радиоактивного ядра.
6151.
Определите, во сколько раз начальное количество ядер радиоактивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьшилось в 4 раза.
6152.
Определите, какая часть (%) начального количества ядер радии активного изотопа останется нераспавшейся по истечении времени t, равного двум средним временам жизни τ радиоактивного ядра
6153.
Определите, какая часть начального количества ядер радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада T1/2.
6154.
Определите период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849 с.
6155.
Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определите время, за которое распадется 1/3 начального количества ядер актиния.
6156.
Постоянная радиоактивного распада изотопа равна 10−9 с−1. Определите время, в течение которого распадется 2/5 начального количества ядер этого радиоактивного изотопа.
6157.
Выведите формулу для скорости (активности) радиоактивного распада через период полураспада Т1/2 и начальное число N0 радиоактивных атомов.
6158.
Первоначальная масса радиоактивного изотопа иода (период полураспада T1/2 = 8 сут) равна 1 г. Определите: 1) начальную активность изотопа, 2) его активность через 3 сут.
6159.
Активность некоторого радиоактивного изотопа в начальный момент времени составляла 100 Бк. Определите активность этого изотопа по истечении промежутка времени, равного половине периода полураспада.
6160.
Начальная активность 1 г изотопа радия равна 1 Ки. Определите период полураспада T1/2 этого изотопа.
6161.
Принимая, что все атомы изотопа иода (T1/2 = 8 сут) массой т = 1 мкг радиоактивны, определите: 1) начальную активность этого изотопа; 2) его активность А через 3 сут.
6162.
Определите период полураспада Т1/2 некоторого радиоактивного изотопа, если его активность за 5 суток уменьшилась в 2,2 раза.
6163.
Определите удельную активность а (число распадов в 1 с на 1 кг вещества) изотопа , если период его полураспада Т1/2 = 4,5·109 лет.
6164.
Объясните, как изменится положение химического элемента в таблице Менделеева после α- и β− -распадов ядер его атомов.
6165.
Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите, в какой элемент превращается после трех α- и двух β− -распадов.
6166.
Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите, в какой элемент превращается после шести α- и трех β− -распадов.
6167.
Ядра радиоактивного изотопа тория претерпевают последовательно α-распад, два β−-распада и α-распад. Определите конечный продукт деления.
6168.
Определите, сколько β−- и α-частиц выбрасывается при превращении ядра таллия в ядро свинца .
6169.
Радиоактивный изотоп радия претерпевает четыре α-распада и два β−- распада. Определите для конечного ядра: 1) зарядовое число Z; 2) массовое число А.
6170.
Запишите α-распад радия .
6171.
Определите высоту кулоновского потенциального барьера для α-частицы в ядре свинца .
6172.
Покоившееся ядро радона испускает α-частицу, имеющую скорость 16 Мм/с. Зная, что масса дочернего ядра составляет 3,62·10−25 кг, определите: 1) импульс α-частицы; 2) кинетическую энергию α-частицы; 3) импульс отдачи дочернего ядра; 4) кинетическую энергию отдачи дочернего ядра.
6173.
Покоившееся ядро полония испускает α-частицу с кинетической энергией Тα = 5,77 МэВ. Определите: 1) скорость отдачи дочернего ядра; 2) какую долю кинетической энергии а -частицы составляет энергия отдачи дочернего ядра.
6174.
Определите энергию, выделяющуюся в результате реакции → + + . Массы нейтральных атомов магния и натрия соответственно равны 3,8184·10−26 кг и 3,8177·10−26 кг.
6175.
Запишите β−- распад магния .
6176.
Известно, что β−- активные ядра обладают до распада и после него вполне определенными энергиями, в то же время энергетический спектр β−- частиц является непрерывным. Объясните непрерывность энергетического спектра испускаемых электронов.
6177.
Объясните, почему существование антинейтрино полностью позволяет объяснить все особенности β−- распада.
6178.
Запишите превращение нейтрона в протон с указанием частиц, которые при этом испускаются. Объясните, почему этот процесс является энергетически возможным.
6179.
Объясните, почему при α-распаде одинаковых ядер энергии α-частиц одинаковы, а при β−- распаде одинаковых ядер энергии электронов различны.
6180.
Применяя понятия квантовой статистики, объясните, почему невозможно принципиально создать "нейтринный лазер".
6181.
Опишите основные процессы, происходящие при взаимодействии γ - излучения с веществом.
6182.
Свободное покоившееся ядро (m = 317,10953·10−27 кг) с энергией возбуждения E = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив γ-квант. Определите изменение энергии γ-кванта, возникающее в результате отдачи ядра.
6183.
Назовите два важных механизма, которыми можно объяснить ослабление потока фотонов с энергией E = 500 кэВ при его прохождении через вещество.
6184.
Объясните, почему треки α-частиц представляют сплошную толстую линию, а треки β−- частиц - тонкую пунктирную линию.
6185.
Объясните, где и почему лучше использовать длинные цепи рождений и распадов частиц высоких энергий - в камере Вильсона или в пузырьковой камере.
6186.
Определите, является ли реакция + → + экзотермической или эндотермической. Определите энергию ядерной реакции.
6187.
Определите, поглощается или выделяется энергия при ядерной реакции + → + . Определите эту энергию.
6188.
Определите, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции + → + . Массы ядер, участвующих в реакции: m = 7,2992·10−26 кг, m = 1,6736·10−27 кг, m = 6,8021·10−27 кг, m = 6,6467·10−27 кг.
6189.
Определите, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции + → + . Массы ядер, участвующих в реакции: m = 2,3253·10−26 кг, m = 6,6467·10−27 кг, m = 1,6736·10−27 кг, m = 2,8229·10−27 кг.
6190.
Определите зарядовое число Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи реакции:
1) + → + x; 2) + → + x; 3) + x → + .
6191.
Запишите недостающие обозначения x в следующих ядерных реакциях: 6192.
В ядерной реакции + → + выделяется энергия ΔE = 3,27 МэВ. Определите массу атома , если масса атома равна 3,34461·10−27 кг.
6193.
Первая в истории искусственная ядерная реакция осуществлена Резерфордом. Запишите эту реакцию и объясните ее огромное значение для развития ядерной физики.
6194.
Жолио-Кюри облучали алюминий α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+- распад. Запишите эту реакцию.
6195.
Жолио-Кюри облучали магний α-частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β+- распад. Запишите эту реакцию.
6196.
Запишите превращение протона в нейтрон с указанием частиц, которые при этом испускаются. Объясните, почему это превращение энергетически возможно только для протона, связанного в ядре.
6197.
В процессе осуществления реакции γ → + энергия Е0 фотона составляла 2,02 МэВ. Определите полную кинетическую энергию позитрона и электрона в момент их возникновения.
6198.
При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определите энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала.
6199.
Запишите схему электронного захвата (е-захвата) и объясните его отличия от β+- распадов. Приведите пример электронного захвата.
6200.
Дополните недостающие обозначения х в следующих ядерных реакциях: 6201.
Под действием каких частиц - нейтронов или α-частиц - ядерные реакции осуществляются более эффективно? Объясните ответ.
6202.
Объясните, почему на медленных нейтронах в основном идут реакции типа (n, n) и (n, γ), а на быстрых нейтронах - реакции.
6203.
Для обнаружения нейтрона используются реакции захвата тепловых нейтронов легкими ядрами (, ), в результате которых испускаются заряженные частицы. Запишите возможные реакции.
6204.
При энергии нейтронов ≈ 10 МэВ становится возможной на ядре урана ядерная реакция типа (n, 2n), в результате чего образуется искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее β−- распад. Запишите эту реакцию.
6205.
Ядро урана , захватывая быстрый нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп урана, который претерпевает β−-распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает β−-распад, в результате чего образуется плутоний. Запишите все эти процессы в виде ядерной реакции.
6206.
Определите кинетическую энергию Е и скорость ν теплового нейтрона при температуре окружающей среды, равной 17 °С.
6207.
Ядро урана , захватывая тепловой нейтрон, делится на изотопы стронция и ксенона с массовыми числами 95 и 139, второй из которых, являясь радиоактивным, претерпевает три β− - распада. Запишите реакцию деления, а также цепочку β− - распадов.
6208.
При захвате теплового нейтрона ядром урана образуются два осколка деления и два нейтрона. Определите порядковый номер Z и массовое число А одного из осколков, если другим осколком является ядро стронция .
6209.
Объясните, почему деление ядер должно сопровождаться выделением большого количества энергии.
6210.
Определите энергию (в электрон-вольтах), которую можно получить при расщеплении 1 г урана , если при расщеплении каждого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ.
6211.
Определите суточный расход чистого урана атомной электростанцией тепловой мощностью Ρ = 300 МВт, если энергия E. выделяющаяся при одном акте деления, составляет 200 МэВ.
6212.
Определите, во сколько раз увеличится число нейтронов в цепной ядерной реакции за время t = 10с, если среднее время жизни Τ одного поколения составляет 80 мс, а коэффициент размножения нейтронов k = 1,002 .
6213.
Объясните, какой характер носит цепная реакция деления, если коэффициент размножения: 1) k > 1; 2) k = 1; 3) k < 1.
6214.
В ядерном реакторе на тепловых нейтронах среднее время жизни T одного поколения нейтронов составляет 90 мс. Принимая коэффициент размножения нейтронов k = 1,002 , определите период τ реактора, т.е. время, в течение которого поток тепловых нейтронов в реакторе возрастает в е раз.
6215.
Определите число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью P = 200 МВт. если известно, что при одном акте деления выделяется энергия E = 200 МэВ, а среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5.
6216.
Объясните особенности реактора-размножителя и запишите ядерные реакции, за счет которых может в них идти процесс воспроизводства ядерного горючего.
6217.
В водородной бомбе вместо реакции + → + пользуется реакция + → + . Объясните почему.
6218.
Объясните, почему реакция синтеза атомных ядер - образование из легких ядер более тяжелых - является колоссальным источником энергии.
6219.
Объясните, почему для протекания термоядерной реакции необходима очень высокая температура.
6220.
Известно, что в углеродно-азотном, или углеродном, цикле число ядер углерода остается неизменным. В результате этого цикла четыре ядра водорода (протона) превращаются в ядро гелия , а также образуются три γ-кванта, два позитрона и два нейтрино. Записав эту реакцию, определите выделяющуюся в этом процессе энергию.
6221.
Дайте определение и объясните происхождение первичного и вторичного космического излучения.
6222.
Объясните происхождение мягкого и жесткого компонентов вторичного космического излучения.
6223.
Представьте схематически и объясните происхождение электронно-позитронно-фотонного, или каскадного, ливня.
6224.
Запишите схемы распада положительного и отрицательного мюонов.
6225.
При соударении высокоэнергетического положительного мюона и электрона образуются два нейтрино. Запишите эту реакцию и объясните, какой тип нейтрино образуется.
6226.
При захвате протоном отрицательного мюона образуется нейтрон и еще одна частица. Запишите эту реакцию и определите, что это за частица.
6227.
Принимая, что энергия релятивистских мюонов в космическом излучении составляет 3 ГэВ, определите расстояние, проходимое мюонами за время их жизни, если собственное время жизни мюона t0 = 2,2 мкс, а энергия покоя Е0 = 100 МэВ.
6228.
Известно, что продукты распада заряженных пионов испытывают дальнейший распад. Запишите цепочку реакций для π+- и π−-мезонов.
6229.
π0-мезон распадается в состоянии покоя на два γ-кванта. Принимая массу покоя пиона равной 264,1me, определите энергию каждого из возникших γ-квантов.
6230.
Известно, что распад нейтрального короткоживущего каона происходит по схеме → π++ π−. Принимая, что до момента распада каон покоился и его масса покоя составляет 974mе, определите массу покоя образовавшихся заряженных π - мезонов, если известно, что масса каждого образовавшегося пиона в 1,783 раза больше его массы покоя.
6231.
К+- мезон распадается (в состоянии покоя) на два пиона. Принимая массу покоя каона равной 966,2me и пренебрегая разностью масс заряженного и нейтрального пионов, определите энергию каждого из возникших пионов.
6232.
Назовите и охарактеризуйте четыре типа фундаментальных взаимодействий, а также сравните радиусы их действия. Какое из взаимодействий является универсальным.
6233.
Что называется изотопическим мультиплетом и изотопическим спином?
6234.
Возможно ли вынужденное излучение, если фотоны были бы фермионами? Дайте объяснение.
6235.
Объясните, в чем заключается принцип зарядового сопряжения.