Физика и астрономия · 10 клас · урок 2 от 3

Радиоактивност. Период на полуразпадане

Радиоактивността е самопроизволното превръщане на нестабилни ядра в други ядра с излъчване на частици. Открита е от Анри Бекерел през 1896 г. При алфа-разпад ядрото изпуска ядро на хелий-4, при бета-минус разпад изпуска електрон, а гама-лъчението е електромагнитно. Не може да се предскаже кога ще се разпадне отделно ядро, но за голям брой ядра важи законът за радиоактивното разпадане: за всеки период на полуразпадане T остава половината от ядрата.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Алфа-разпад: A намалява с 4, Z намалява с 2.
  • Бета-минус разпад: A не се променя, Z се увеличава с 1.
  • Закон: N = N0·2−t/T.
  • Активността се измерва в бекерели: 1 Bq = 1 разпад в секунда.
  • Алфа-лъчите се спират от лист хартия, бета от няколко милиметра алуминий, гама от дебел слой олово или бетон.

Пример

Изотоп с T = 5 дни след 15 дни (3 периода) е останал 1/2·1/2·1/2 = 1/8 от началното количество.

Проверете се: 20 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Кой учен открива радиоактивността през 1896 г.?
    • Анри Бекерел
    • Мария Кюри
    • Ърнест Ръдърфорд
    • Вилхелм Рентген

    Отговор: Анри Бекерел

    Бекерел открива, че урановите соли излъчват невидими лъчи.

  2. Какво представлява алфа-частицата?
    • Ядро на хелий-4
    • Електрон
    • Фотон
    • Неутрон

    Отговор: Ядро на хелий-4

    Съдържа 2 протона и 2 неутрона.

  3. Какво ядро се получава при бета-минус разпад на въглерод-14 (Z = 6)?
    • Бор-14
    • Азот-14
    • Въглерод-13
    • Кислород-14

    Отговор: Азот-14 (Z = 7)

    При β− разпад неутрон става протон: Z се увеличава с 1, A не се изменя.

  4. Кое лъчение се спира от лист хартия?
    • Бета
    • Гама
    • Нито едно
    • Алфа

    Отговор: Алфа

    Алфа-частиците имат най-малка проникваща способност.

  5. Торий-232 (Z = 90) претърпява един алфа-разпад и след това два бета-минус разпада. Кое ядро се получава?
    • Торий-228
    • Радий-228
    • Радон-224
    • Уран-232

    Отговор: Торий-228

    α: A − 4, Z − 2 (радий-228); двата β−: Z + 2, т.е. Z = 90.

  6. Какво представлява бета-минус частицата?
    • електрон
    • протон
    • ядро на хелий
    • фотон

    Отговор: електрон

    При β− разпад неутрон в ядрото се превръща в протон и излита електрон.

  7. Как се изменят масовото и зарядовото число при алфа-разпад?
    • A намалява с 2, Z намалява с 4
    • A не се изменя, Z се увеличава с 1
    • A намалява с 4, Z не се изменя
    • A намалява с 4, Z намалява с 2

    Отговор: A намалява с 4, Z намалява с 2

    Ядрото губи алфа-частица, тоест 2 протона и 2 неутрона.

  8. Какво спира бета-лъчите?
    • лист хартия
    • алуминиева пластинка с дебелина няколко милиметра
    • нищо не може да ги спре
    • слой въздух от 1 mm

    Отговор: алуминиева пластинка с дебелина няколко милиметра

    Бета-лъчите проникват през хартия, но се спират от няколко милиметра алуминий.

  9. Радий-226 (Z = 88) претърпява алфа-разпад. Кое ядро се получава?
    • радон-224 (Z = 87)
    • радон-222 (Z = 86)
    • радий-222 (Z = 88)
    • полоний-218 (Z = 84)

    Отговор: радон-222 (Z = 86)

    A = 226 − 4 = 222, Z = 88 − 2 = 86, което е радон.

  10. Колко алфа- и бета-минус разпада превръщат 23892U в 20682Pb?
    • 6 алфа и 8 бета
    • 8 алфа и 10 бета
    • 10 алфа и 2 бета
    • 8 алфа и 6 бета

    Отговор: 8 алфа и 6 бета

    Алфа: (238 − 206)/4 = 8, което намалява Z с 16 до 76. За Z = 82 трябват 6 бета-минус разпада.

  11. Какъв е законът за радиоактивното разпадане?
    • N = N0·2−t/T
    • N = N0 − t/T
    • N = N0·t/T
    • N = N0·2t/T

    Отговор: N = N0·2−t/T

    За всеки период на полуразпадане броят на неразпадналите се ядра намалява наполовина.

  12. Каква част от радиоактивните ядра остава неразпаднала след два периода на полуразпадане?
    • 1/4
    • 1/2
    • 0
    • 1/8

    Отговор: 1/4

    (1/2)2 = 1/4.

  13. Йод-131 има период на полуразпадане около 8 дни. Колко процента от него остават след 24 дни?
    • 25%
    • 33%
    • 12,5%
    • 6,25%

    Отговор: 12,5%

    24 дни са 3 периода: (1/2)3 = 1/8 = 12,5%.

  14. В образец от дърво е останала 1/4 от първоначалния въглерод-14 (T ≈ 5730 години). На колко години е образецът?
    • ≈ 2865 години
    • ≈ 22 920 години
    • ≈ 17 190 години
    • ≈ 11 460 години

    Отговор: ≈ 11 460 години

    1/4 = (1/2)2, т.е. 2 периода: 2·5730 = 11 460 години.

  15. Активността на препарат пада от 800 Bq на 100 Bq за 30 минути. Колко е периодът на полуразпадане?
    • 15 min
    • 7,5 min
    • 10 min
    • 3,75 min

    Отговор: 10 min

    800 → 400 → 200 → 100: три периода за 30 min.

  16. Коя е единицата за активност в SI?
    • бекерел (Bq)
    • грей (Gy)
    • сиверт (Sv)
    • джаул (J)

    Отговор: бекерел (Bq)

    Активността е броят на разпадите за секунда и се измерва в бекерели.

  17. Каква част от радиоактивните ядра се разпада за един период на полуразпадане?
    • една четвърт
    • всички
    • половината
    • три четвърти

    Отговор: половината

    По определение за един период се разпада половината от наличните ядра.

  18. Колко периода на полуразпадане трябва да минат, за да остане 1/32 от ядрата?
    • 32
    • 16
    • 6
    • 5

    Отговор: 5

    25 = 32, значи са нужни 5 периода.

  19. Изотоп има период на полуразпадане 2 часа. Каква част от него остава след едно денонощие?
    • 1/12
    • 1/4096
    • 1/24
    • 1/2048

    Отговор: 1/4096

    24 h / 2 h = 12 периода, а 212 = 4096.

  20. Защо законът за радиоактивното разпадане е статистически?
    • ядрата се разпадат по ред
    • всички ядра се разпадат едновременно
    • не може да се предскаже кога ще се разпадне отделно ядро
    • разпадането зависи от температурата

    Отговор: не може да се предскаже кога ще се разпадне отделно ядро

    Законът описва поведението на голям брой ядра, а за отделното ядро е известна само вероятността.