Решение задач по ядерной физике Законы радиоактивного распада Ядерная и нейтронная физика Взаимодействие нейтронов с ядрами Реактор на тепловых нейтронах

Задачи по курсу "Ядерная и нейтронная физика"

Определить массу свинца, который образуется из 1,0 кг 238U за период, равный возрасту Земли (2,5·109 лет).

Решение

206Pb является конечным и стабильным элементом в радиоактивном семействе (ряду) урана, родоначальником которого является 238U. Поскольку суммарный период полураспада всех последующих звеньев семейства много меньше, чем период полураспада 238U, то с хорошей точностью можно считать, что период полураспада, приводящий к образованию 206Pb, равен в точности периоду полураспада 238U.

Искомая масса 206Pb будет равна

m(206Pb) = Мат(206Pb)·N(206Pb) = Мат(206Pb)· Np(238U),

(2.15.1)

 

где Np(238U) – количество распавшихся ядер 238U за время t, которые, в конечном итоге, превратились в равное количество ядер 206Pb. Если первоначальное количество ядер 238U равнялось

,

то количество распавшихся ядер 238U за время t составит

.

Подставив последнее выражение в (2.15.1), получим

m(206Pb) = =

= 0,27 кг.

Радионуклид 27Mg образуется с постоянной скоростью q = 5,0·1010 ядер в секунду. Определить количество ядер 27Mg, которое накопится в препарате через промежуток времени

Радионуклид 124Sb образуется с постоянной скоростью q = 1,0·109 ядер в секунду. С периодом полураспада Т1/2 = 60 сут он превращается в стабильный нуклид 124Те. Найти:

а) через сколько времени после начала образования активность 124Sb станет А = 3,7·108 Бк.

б) какая масса нуклида 124Те накопится в препарате за четыре месяца после начала его образования.

Радионуклид 138Xe, который образуется с постоянной скоростью q = 1,0·109 ядер в секунду, испытывает превращение по схеме

Покоящиеся ядро 213Ро испустило α-частицу с кинетической энергией Тα = 8,34 МэВ. При этом дочернее ядро оказалось непосредственно в основном состоянии. Найти полную энергию Еα, освобождаемую в этом процессе. Какую долю этой энергии составляет кинетическая энергия дочернего ядра? Какова скорость отдачи дочернего ядра.

Распад 226Th ядер происходит из основного состояния и сопровождается испусканием α-частиц с кинетическими энергиями 6,33; 6,23; 6,10 и 6,03 МэВ. Рассчитать и построить схему уровней дочернего ядра.


Физика Деление и синтез ядер