← Назад к списку тем

Физика ЕГЭ - Электродинамика. Квантовая физика (расчетная задача) - Ядерная физика

Задача 25422

В от­кры­тый кон­тей­нер объ­е­мом 80 мл по­ме­сти­ли изо­топ по­ло­ния-⁠210 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 210 пра­вая круг­лая скоб­ка _84Po. Затем кон­тей­нер гер­ме­тич­но за­кры­ли. Изо­топ по­ло­ния ра­дио­ак­ти­вен и пре­тер­пе­ва­ет альфа-⁠рас­пад с пе­ри­о­дом по­лу­рас­па­да при­мер­но 140 дней, пре­вра­ща­ясь в ста­биль­ный изо­топ свин­ца. Через 5 не­дель дав­ле­ние внут­ри кон­тей­не­ра со­ста­ви­ло 1,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 Па. Какую массу по­ло­ния пер­во­на­чаль­но по­ме­сти­ли в кон­тей­нер? Тем­пе­ра­ту­ра внут­ри кон­тей­не­ра под­дер­жи­ва­ет­ся по­сто­ян­ной и равна 45 гра­ду­совС . Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние равно 10 в сте­пе­ни 5 Па.

Задача 3035

Пи -мезон мас­сой 2,4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 28 пра­вая круг­лая скоб­ка кг рас­па­да­ет­ся на два гамма -кван­та. Най­ди­те мо­дуль им­пуль­са од­но­го из об­ра­зо­вав­ших­ся гамма -кван­тов в си­сте­ме от­сче­та, где пер­вич­ный Пи в сте­пе­ни 0 -мезон по­ко­ит­ся.

Задача 3050

Ис­поль­зуя таб­ли­цу масс атом­ных ядер, вы­чис­ли­те энер­гию, осво­бож­да­ю­щу­ю­ся при син­те­зе 1 кг гелия из изо­то­пов во­до­ро­да  — дей­те­рия и три­тия: _1 в квад­ра­те H плюс _1 в кубе H\to _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He плюс _0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка n.

 

Массы атом­ных ядер

Атом­ный номерНа­зва­ние эле­мен­таСим­вол изо­то­паМасса атом­но­го ядра изо­то­па
1 во­до­род _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H 1,6726 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00727а. е. м.
1 во­до­род _1 в квад­ра­те H 3,3437 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 2,01355а. е. м.
1 во­до­род _1 в кубе H 5,0075 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01550а. е. м.
2 гелий _2 в кубе He 5,0066 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01493а. е. м.
2 гелий _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He 6,6449 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 4,00151а. е. м.
13 алю­ми­ний _13 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Al 44,7937 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 26,97441а. е. м.
15 фос­фор _15 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка Р 49,7683 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 29,97008а. е. м.
- ней­трон _0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка n 1,6750 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00866а. е. м.
Задача 3051

Ис­поль­зуя таб­ли­цу масс атом­ных ядер, вы­чис­ли­те энер­гию, осво­бож­да­ю­щу­ю­ся при осу­ществ­ле­нии ядер­ной ре­ак­ции:

_13 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Al плюс _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He\to_15 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка P плюс _0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка n.

 

Массы атом­ных ядер

Атом­ный номерНа­зва­ние эле­мен­таСим­вол изо­то­паМасса атом­но­го ядра изо­то­па
— ней­трон _0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка n 1,6750 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00866а. е. м.
1 во­до­род _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H 1,6726 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00727а. е. м.
1 во­до­род _1 в квад­ра­те H 3,3437 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 2,01355а. е. м.
1 во­до­род _1 в кубе H 5,0075 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01550а. е. м.
2 гелий _2 в кубе He 5,0066 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01493а. е. м.
2 гелий _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He 6,6449 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 4,00151а. е. м.
13 алю­ми­ний _13 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Al 44,7937 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 26,97441а. е. м.
15 фос­фор _15 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка Р 49,7683 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 29,97008а. е. м.
Задача 3052

Опре­де­ли­те, ядро ка­ко­го изо­то­па X осво­бож­да­ет­ся при осу­ществ­ле­нии ядер­ной ре­ак­ции:

_2 в кубе He плюс _2 в кубе He\to _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He плюс _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H плюс X.

Ис­поль­зуя таб­ли­цу масс атом­ных ядер, вы­чис­ли­те энер­гию, осво­бож­да­ю­щу­ю­ся при осу­ществ­ле­нии этой ядер­ной ре­ак­ции.

 

Атом­ный номерНа­зва­ние эле­мен­таСим­вол изо­то­паМасса атом­но­го ядра изо­то­па
1 во­до­род _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H 1,6726 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00727а. е. м.
1 во­до­род _1 в квад­ра­те H 3,3437 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 2,01355а. е. м.
1 во­до­род _1 в кубе H 5,0075 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01550а. е. м.
2 гелий _2 в кубе He 5,0066 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01493а. е. м.
2 гелий _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He 6,6449 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 4,00151а. е. м.
13 алю­ми­ний _13 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Al 44,7937 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 26,97441а. е. м.
15 фос­фор _15 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка Р 49,7683 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 29,97008а. е. м.
Задача 3053

Опре­де­ли­те, какая ча­сти­ца X об­ра­зу­ет­ся при осу­ществ­ле­нии ядер­ной ре­ак­ции: _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H плюс _1 в квад­ра­те H\to _2 в кубе He плюс X. Ис­поль­зуя таб­ли­цу масс атом­ных ядер, вы­чис­ли­те энер­гию, осво­бож­да­ю­щу­ю­ся при осу­ществ­ле­нии этой ядер­ной ре­ак­ции.

Массы атом­ных ядер

Атом­ный номерНа­зва­ние эле­мен­таСим­вол изо­то­паМасса атом­но­го ядра изо­то­па
1 во­до­род _1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка H 1,6726 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 1,00727а. е. м.
1 во­до­род _1 в квад­ра­те H 3,3437 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 2,01355а. е. м.
1 во­до­род _1 в кубе H 5,0075 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01550а. е. м.
2 гелий _2 в кубе He 5,0066 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 3,01493а. е. м.
2 гелий _2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка He 6,6449 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 4,00151а. е. м.
13 алю­ми­ний _13 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Al 44,7937 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 26,97441а. е. м.
15 фос­фор _15 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 30 пра­вая круг­лая скоб­ка Р 49,7683 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг 29,97008а. е. м.
Задача 3056

При взры­ве атом­ной бомбы осво­бож­да­ет­ся энер­гия 8,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 16 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж. Эта энер­гия по­лу­ча­ет­ся в ос­нов­ном за счет де­ле­ния ядер урана 238. При де­ле­нии од­но­го ядра урана 238 осво­бож­да­ет­ся 200 МэВ, масса ядра равна при­мер­но 238 а. е. м. Вы­чис­ли­те массу ядер урана, ис­пы­тав­ших де­ле­ние при взры­ве, и сум­мар­ный де­фект массы.

Задача 3057

Вы­чис­ли­те массу ра­дио­ак­тив­ных про­дук­тов де­ле­ния ядер урана, на­кап­ли­ва­ю­щих­ся в ядер­ном ре­ак­то­ре теп­ло­вой мощ­но­стью 3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 9 пра­вая круг­лая скоб­ка Вт за сутки, при­ни­мая вы­де­ле­ние энер­гии при де­ле­нии ядра урана 235 рав­ным 200 МэВ.

Задача 3058

Ми­ро­вое по­треб­ле­ние энер­гии че­ло­ве­че­ством со­став­ля­ет при­мер­но 4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 20 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж в год. Если будет воз­мож­но осво­бож­де­ние соб­ствен­ной энер­гии ве­ще­ства, сколь­ко ки­ло­грам­мов ве­ще­ства по­тре­бу­ет­ся рас­хо­до­вать че­ло­ве­че­ству в сутки для удо­вле­тво­ре­ния со­вре­мен­ных по­треб­но­стей в энер­гии?

Задача 3060

Пи в сте­пе­ни 0 -мезон мас­сой 2,4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 28 пра­вая круг­лая скоб­ка кг рас­па­да­ет­ся на два гамма -кван­та. Най­ди­те мо­дуль им­пуль­са од­но­го из об­ра­зо­вав­ших­ся гамма -кван­тов в си­сте­ме от­сче­та, где пер­вич­ный Пи в сте­пе­ни 0 -мезон по­ко­ит­ся.

Задача 3062

Пре­па­рат, ак­тив­ность ко­то­ро­го равна 1,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 12 пра­вая круг­лая скоб­ка ча­стиц в се­кун­ду,  — по­ме­щен в ка­ло­ри­метр, за­пол­нен­ный водой при 293 К. Сколь­ко вре­ме­ни по­тре­бу­ет­ся, чтобы до­ве­сти до ки­пе­ния 10 г воды, если из­вест­но, что дан­ный пре­па­рат ис­пус­ка­ет альфа -ча­сти­цы энер­ги­ей 5,3 МэВ, при­чем энер­гия всех альфа -ча­стиц пол­но­стью пе­ре­хо­дит во внут­рен­нюю энер­гию? Теп­ло­ем­ко­стью пре­па­ра­та, ка­ло­ри­мет­ра и теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

Задача 3082

Пре­па­рат ак­тив­но­стью 1,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 11 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа -ча­стиц в се­кун­ду по­ме­щен в мед­ный кон­тей­нер мас­сой 0,5 кг. На сколь­ко по­вы­си­лась тем­пе­ра­ту­ра кон­тей­не­ра за 1 ч, если из­вест­но, что дан­ное ра­дио­ак­тив­ное ве­ще­ство ис­пус­ка­ет альфа -ча­сти­цы энер­ги­ей 5,3 МэВ? Счи­тать, что энер­гия всех альфа -ча­стиц пол­но­стью пе­ре­хо­дит во внут­рен­нюю энер­гию кон­тей­не­ра. Теп­ло­ем­ко­стью пре­па­ра­та и теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь. (Удель­ная теп­ло­ем­кость меди равна 385Дж/ левая круг­лая скоб­ка кг умно­жить на К пра­вая круг­лая скоб­ка .)

Задача 3667

Одним из типов ре­ак­ций син­те­за, ко­то­рые можно ис­поль­зо­вать в бу­ду­щих тер­мо­ядер­ных ре­ак­то­рах, яв­ля­ет­ся ре­ак­ция _1 в квад­ра­те H плюс _2 в кубе He=_2 в сте­пе­ни 4 He плюс _1 в сте­пе­ни 1 p плюс W. Какая энер­гия W вы­де­ля­ет­ся при этой ре­ак­ции? Масса атома дей­те­рия _1 в квад­ра­те H при­мер­но равна 2,014 а. е. м., масса атома _2 в кубе He  — 3,016 а. е. м, масса атома _2 в сте­пе­ни 4 He  — 4,003 а. е. м. Ответ при­ве­ди­те в ме­га­элек­трон-⁠воль­тах.

Задача 4152

Па­ци­ен­ту ввели внут­ри­вен­но дозу рас­тво­ра, со­дер­жа­ще­го изо­топ _11 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 24 пра­вая круг­лая скоб­ка Na. Ак­тив­ность 1см в кубе этого рас­тво­ра a_0=2000 рас­па­дов в се­кун­ду. Пе­ри­од по­лу­рас­па­да изо­то­па _11 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 24 пра­вая круг­лая скоб­ка Na равен T=15,3ч. Через t = 3ч50мин ак­тив­ность 1см в кубе крови па­ци­ен­та стала a = 0,28 рас­па­дов в се­кун­ду. Каков объем вве­ден­но­го рас­тво­ра, если общий объем крови па­ци­ен­та V = 6л? Пе­ре­хо­дом ядер изо­то­па _11 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 24 пра­вая круг­лая скоб­ка Na из крови в дру­гие ткани ор­га­низ­ма пре­не­бречь.

Задача 4371

Ра­дио­ак­тив­ные ис­точ­ни­ки из­лу­че­ния могут ис­поль­зо­вать­ся в кос­мо­се для обо­гре­ва обо­ру­до­ва­ния кос­ми­че­ских ап­па­ра­тов. На­при­мер, на со­вет­ских «Лу­но­хо­дах» были уста­нов­ле­ны теп­ло­вы­де­ля­ю­щие кап­су­лы на ос­но­ве по­ло­ния-⁠210. Ре­ак­ция рас­па­да этого изо­то­па имеет вид: _84 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 210 пра­вая круг­лая скоб­ка Po\to _82 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 206 пра­вая круг­лая скоб­ка Pb плюс альфа , где по­лу­ча­ю­щи­е­ся альфа -ча­сти­цы об­ла­да­ют ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей E=5,3 МэВ. Сколь­ко ато­мов по­ло­ния долж­но рас­пасть­ся в теп­ло­вы­де­ля­ю­щей кап­су­ле, чтобы с ее по­мо­щью можно было вски­пя­тить ста­кан воды объ­е­мом V=250мл? На­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра воды 20 гра­ду­совС, теп­ло­ем­ко­стью ста­ка­на и кап­су­лы, а также по­те­ря­ми теп­ло­ты можно пре­не­бречь.