Физика и астрономия · 12 клас · урок 12 от 12

Ядрена физика

Ядрото се състои от протони и неутрони, задържани от силното ядрено взаимодействие. Масата на ядрото е по-малка от сбора на масите на нуклоните; тази разлика (дефект на масата) отговаря на енергията на връзката. Нестабилните ядра се разпадат радиоактивно с α, β или γ лъчение по закона за радиоактивното разпадане. При делене на тежки ядра и при синтез на леки се отделя огромна енергия.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Ядро AZX: Z протона, N = A − Z неутрона.
  • Енергия на връзката: E = Δm·c2; 1 u ≈ 931,5 MeV.
  • α разпад: A намалява с 4, Z с 2; β− разпад: Z нараства с 1.
  • Закон за разпадане: след всеки период на полуразпадане остават половината ядра.
  • γ-лъчите нямат заряд и не се отклоняват в магнитно поле.

Пример

22688Ra се разпада с α лъчение до 22286Rn.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Колко неутрона има ядрото на 23592U?
    • 235
    • 143
    • 92
    • 327

    Отговор: 143

    N = A − Z = 235 − 92 = 143.

  2. Кое ядро се получава при β− разпад на 146C?
    • 147N
    • 145B
    • 104Be
    • 136C

    Отговор: 147N

    При β− разпад неутрон се превръща в протон: Z нараства с 1, A не се изменя.

  3. Дефектът на масата на ядро е 0,03 u. Каква е енергията на връзката? (1 u ≈ 931,5 MeV)
    • ≈ 28 MeV
    • 0,03 MeV
    • ≈ 2,8 MeV
    • 931,5 MeV

    Отговор: ≈ 28 MeV

    E = Δm·c2 = 0,03·931,5 ≈ 27,9 MeV.

  4. Колко α и β− разпада превръщат 23892U в 20682Pb?
    • 6 α и 8 β−
    • 8 α и 8 β−
    • 8 α и 6 β−
    • 10 α и 2 β−

    Отговор: 8 α и 6 β−

    A намалява с 32, т.е. 8 α. Те намаляват Z с 16 до 76, а за Z = 82 са нужни 6 β− разпада.

  5. Каква е приблизително масата на протона?
    • 1,67·10−27 kg
    • 9,1·10−31 kg
    • 1,6·10−19 kg
    • 6,02·10−23 kg

    Отговор: 1,67·10−27 kg

    mp ≈ 1,67·10−27 kg ≈ 1 u.

  6. Кое радиоактивно лъчение не се отклонява в магнитно поле?
    • α-частиците
    • β− частиците
    • Протоните
    • γ-лъчите

    Отговор: γ-лъчите

    γ-лъчите са електромагнитни вълни (фотони) без заряд.

  7. Препарат съдържа 1020 радиоактивни ядра с период на полуразпадане 2 h. Колко от тях остават неразпаднали се след 6 h?
    • 3,3·1019
    • 2,5·1019
    • 1,25·1019
    • 5·1019

    Отговор: 1,25·1019

    След 3 периода остава 1/8: 1020/8 = 1,25·1019.

  8. Колко неутрона се отделят в реакцията 23592U + 10n → 14156Ba + 9236Kr + ?
    • 3
    • 2
    • 1
    • 4

    Отговор: 3

    Масови числа: 236 = 141 + 92 + 3; зарядите са запазени (92 = 56 + 36).

  9. Как се наричат общо протоните и неутроните в ядрото?
    • Електрони
    • Нуклони
    • Фотони
    • Йони

    Отговор: Нуклони

    Протоните и неутроните са нуклони.

  10. Какво взаимодействие задържа нуклоните в ядрото?
    • Силното ядрено
    • Гравитационното
    • Електростатичното
    • Магнитното

    Отговор: Силното ядрено

    Силното ядрено взаимодействие е много по-силно от електростатичното отблъскване на протоните на малки разстояния.

  11. Какво представляват α-частиците?
    • Електрони
    • Фотони
    • Неутрони
    • Ядра на хелий

    Отговор: Ядра на хелий

    α-частицата е ядро 42He: 2 протона и 2 неутрона.

  12. Какво показва масовото число A на ядрото?
    • Брой протони
    • Брой електрони
    • Брой протони и неутрони
    • Масата в килограми

    Отговор: Брой протони и неутрони

    A = Z + N, сборът от протоните и неутроните.

  13. Как се нарича реакцията, при която леки ядра се сливат в по-тежко?
    • Делене
    • Термоядрен синтез
    • α-разпад
    • Йонизация

    Отговор: Термоядрен синтез

    Синтезът на леки ядра (например водород в хелий) отделя енергия; така светят звездите.

  14. За 30 дни активността на радиоактивен препарат намалява 8 пъти. Колко е периодът на полуразпадане?
    • 10 дни
    • 3,75 дни
    • 15 дни
    • 24 дни

    Отговор: 10 дни

    8 = 23, значи минават 3 периода: T = 30/3 = 10 дни.

  15. Коя частица X се получава в първата изкуствена ядрена реакция 147N + 42He → 178O + X?
    • Неутрон
    • Електрон
    • α-частица
    • Протон

    Отговор: Протон

    Запазват се A и Z: A = 18 − 17 = 1, Z = 9 − 8 = 1, това е протон.