Fizyka jądrowa poziom podstawowy

Transkrypt

1 Fizyka jądrowa poziom podstawowy Zadanie 1. (1 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 7. Zadanie 2. (2 pkt) Źródło: CKE 2005 (PP), zad. 13. v v 1

2 Zadanie 3. (3 pkt) Źródło: CKE (PP), zad Okres poowicznego rozpadu izotopu wgla 6 C wynosi okoo 5700 lat. W znalezionych 14 szcztkach kopalnych stwierdzono omiokrotnie nisz zawarto 6 C ni w atmosferze. Naszkicuj wykres zalenoci liczby jder promieniotwórczych zawartych w szcztkach w zalenoci od czasu. Rozpocznij od chwili, gdy szcztki powstay (tkanki obumary) do chwili obecnej. Pocztkow liczb jder oznacz przez N 0. Zaznacz na wykresie czas poowicznego zaniku. Oszacuj wiek znalezionych szcztków. N t Zadanie 4. (1 pkt) Źródło: CKE (PP), zad. 4 Jdro izotopu U zawiera A. 235 neutronów. B. 327 nukleonów. C. 143 neutrony. D. 92 nukleony. 2

3 Zadanie 5. (4 pkt) Źródło: CKE (PP), zad. 21. Wykres przedstawia przyblion zaleno energii wizania jdra przypadajcej na jeden nukleon od liczby masowej jdra. Zadanie 21.1 (2 5.1 pkt) (2 pkt) Oblicz warto energii wizania jdra izotopu radonu (Rn) zawierajcego 86 protonów i 134 neutrony. Wynik podaj w megaelektronowoltach. Zadanie 21.2 (2 5.2 pkt) (2 pkt) Wyjanij krótko pojcie jdrowego niedoboru masy ( deficytu masy ). Zapisz formu matematyczn pozwalajc obliczy warto niedoboru masy, jeli znana jest energia wizania jdra. 3

4 Zadanie 6. (1 pkt) Źródło: CKE (PP), zad. 9. Zadanie 9. (1 pkt) Pokazany obok wykres przedstawia zaleno masy od czasu dla izotopu promieniotwórczego pewnego pierwiastka w próbce. Na jego podstawie mona wywnioskowa, e okres poowicznego rozpadu tego izotopu wynosi okoo A. 3 godziny. B. 4 godziny. C. 6 godzin. D. 8 godzin. 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0, t, h Zadanie 7. (1 pkt) Źródło: CKE (PP), zad Podczas bombardowania pytki zawierajcej izotop berylu 4 Be czstkami otrzymano jdra izotopu wgla 12 6C i neutrony. Prawidowy zapis zachodzcej reakcji to A. B. C. D. Be + He C + n.. C+2 n. C+4 n Be + 2He 6C + 2 0n 4Be+22He 6 1 4Be+22He 6 0 Zadanie 8. (2 pkt) Źródło: CKE (PP), zad. 23. Radioterapia polega na niszczeniu komórek nowotworowych przy uyciu promieniowania jdrowego emitowanego przez rónego rodzaju izotopy promieniotwórcze umieszczone w pewnej odlegoci od tkanek. Wyjanij, odwoujc si do wasnoci promieniowania jdrowego i, dlaczego w radioterapii stosuje si gównie izotopy emitujce promieniowanie, a nie korzysta si z np. izotopów emitujcych promieniowanie. masa izotopu, g 4

5 Zadanie 9. (1 pkt) Źródło: CKE 2007 (PP), zad. 10. Trzy czwarte pocztkowej liczby jder pewnego izotopu promieniotwórczego ulega rozpadowi w czasie 24 godzin. Okres poowicznego rozpadu tego izotopu jest równy A. 2 godziny. B. 4 godziny. C. 8 godzin. D. 12 godzin. Zadanie 10. (3 pkt) Źródło: CKE 2007 (PP), zad Bombardowanie jder glinu 13 Al neutronami wywouje róne skutki w zalenoci od ich prdkoci. Powolne neutrony zostaj pochonite przez jdra glinu. Neutrony o wikszych prdkociach powoduj powstanie jder magnezu (Mg) i emisj protonów. Jeszcze szybsze neutrony wyzwalaj emisj czstek i powstanie jder sodu (Na). Zapisz opisane powyej reakcje Zadanie 11. (1 pkt) Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 9. Jdro izotopu ulego rozpadowi promieniotwórczemu. Powstao nowe jdro zawierajce o jeden proton wicej i o jeden neutron mniej ni jdro wyjciowe. Przedstawiony powyej opis dotyczy rozpadu A. alfa. B. gamma. C. beta plus. D. beta minus. Zadanie 12. (4 pkt) Źródło: CKE 2008 (PP), zad. 21. Jdro uranu ( 92 U) rozpada si na jdro toru (Th) i czstk alfa. uran ,05079 u W tabeli obok podano masy atomowe uranu, toru i helu. tor ,04363 u Zadanie (2 pkt) (2 pkt) hel 4 4,00260 u Zapisz, z uwzgldnieniem liczb masowych i atomowych, równanie rozpadu jdra uranu. Zadanie (2 pkt) (2 pkt) Oblicz energi wyzwalan podczas opisanego powyej rozpadu jdra. Wynik podaj w MeV. W obliczeniach przyjmij, e 1 u 931,5 MeV. 5

6 Zadanie 13. (3 pkt) Źródło: CKE 2009 (PP), zad. 17. Jdro izotopu zota Au ulega rozpadowi, w wyniku którego powstaje jdro rtci (Hg) zawierajce tak sam liczb nukleonów, co jdro ulegajce rozpadowi. Nowo powstae jdro ma o jeden proton wicej od jdra izotopu Au. Zadanie (1 pkt) (1 pkt) Zapisz równanie opisanej reakcji rozpadu. Zadanie (2 pkt) (2 pkt) Oblicz mas izotopu zota Au po 8,1 dniach, jeeli pocztkowa masa tego izotopu zawarta w preparacie promieniotwórczym wynosia 10 µg, a przeprowadzone pomiary wykazay, e po 2,7 dnia poowa jder tego izotopu ulega rozpadowi. Zadanie 14. (1 pkt) Źródło: CKE 2010 (PP), zad Jednym z izotopów stosowanych do sterylizacji ywnoci jest izotop kobaltu 27 Co. Jest to izotop nietrway i ulega samorzutnie przemianie. Wskutek tego rozpadu powstaje jdro pierwiastka, którego liczba protonów w jdrze wynosi A. 26. B. 28. C. 32. D. 33. Zadanie 15. (3 pkt) Źródło: CKE 2010 (PP), zad. 19. Wiele izotopów promieniotwórczych znajduje zastosowanie w technice. Jednym z nich jest izotop ameryku 241 Am, który znalaz zastosowanie w czujnikach dymu. Produkuje si go, bombardujc neutronami izotop plutonu 239 Pu. Powstae jdra ulegaj samorzutnemu rozpadowi, w wyniku którego powstaj jdra ameryku 241 Am. Te z kolei rozpadaj si i powstaj czstki alfa oraz praktycznie trwae jdra neptuna 93 Np (T 1/ lat). Zadanie (2 pkt) (2 pkt) Korzystajc z podanych informacji, uzupenij ponisze równania reakcji n Pu Pu Am... ~ e Am Np 6

7 Zadanie (1 pkt) (1 pkt) Zapisz, jaka wasno promieniowania alfa pozwala na bezpieczne uycie izotopu ameryku 241 Am w czujnikach dymu montowanych w pomieszczeniach, w których przebywaj ludzie. 7