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.
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.
Колко неутрона има ядрото на 23592U?
- 235
- 143
- 92
- 327
Отговор: 143
N = A − Z = 235 − 92 = 143.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
Как се наричат общо протоните и неутроните в ядрото?
- Електрони
- Нуклони
- Фотони
- Йони
Отговор: Нуклони
Протоните и неутроните са нуклони.
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.
Какво представляват α-частиците?
- Електрони
- Фотони
- Неутрони
- Ядра на хелий
Отговор: Ядра на хелий
α-частицата е ядро 42He: 2 протона и 2 неутрона.
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.
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.
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.
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.