2. ядролық физика негіздері

жүктеу 1,3 Mb.

бет	36/62
Дата	09.05.2020
өлшемі	1,3 Mb.
	#30265
түрі	Құрамы

1 ... 32 33 34 35 36 37 38 39 ... 62

2. ядролы физика негіздері

Шешімі. Ыдырау кезінде Z электрлік заряд пен Aмассалық санның сақталу заңдары орындалады. α-бөлшек – ₂He⁴гелий ядросы, ал β – ыдырау электрондар ағыны болғандықтан, ядроның
Z заряды 6 мәніне [4·2+2·(-1)=6] азаяды, ал A массалық сан
16 мәніне [4·4=16] (электронның массасын ескермейміз) азаяды. Сондықтан түзілген изотоптың заряды Z=90 – 6 = 84 және массалық саны A = 232 – 16 = 216, яғни бұл полоний ядросы: ₈₄Po²¹⁶.

Жауабы: ₈₄Po²¹⁶.

23. Азот изотопын нейтрондармен атқылаған кезде, көміртегінің изотопы бөлініп, ол β – радиоактивті болып шығады. Ядролық реакцияны жазу керек.

Берілгені: .

Шешімі: Алғашқы ядролық реакция:
.
Зарядтың сақталу заңы бойынша, 7 + 0 = 6 + m яғни, m = 1. Ал массалық сандардың сақталу заңдары бойынша 14 + 1 = 14 + n яғни, n = 1. Сонда пайда болған бөлшек – ₁Y¹, ол протон – ₁H¹.

Реакцияны

түрінде жазуға болады.

Екінші ядролық реакция:
.
Зарядтың және массалық санның сақталу заңдары бойынша m’=7 және n’=14, яғни ₇Y¹⁴. Элементтердің периодтық жүйесі арқылы азоттың изотопы екенін табуға болады:
.

24. Табиғатта үш радиоактивті топ бар: уран изотопы, торий изотопыжәне актиний изотопы. Тізбекті радиоактивті ыдыраудан кейін уран изотопы қорғасын изотопына, торий -, ал - айналады. Әр радиоактивті топта қанша α–ыдырау, қанша β–ыдыраудан кейін алғашқы изотоптар қорғасын изотопына айналады?

Шешімі: Ең алдымен, уран изотопы қанша α – ыдырау және β – ыдыраудан өтетінін анықтау керек.

α–ыдырау санын n_a бастапқы және соңғы ядролардың массалық сандарын төртке бөлу арқылы табамыз, себебі массалық сан тек α–ыдырау кезінде ғана өзгереді. Бір α–ыдырау кезінде ол төртке өзгереді. Сонда ыдырау саны:
.
β – ыдырау санын n_βтабу үшін, α – ыдырау кезінде ядроның заряды 2 бірлікке азаяды, ал β – ыдырау кезінде бір бірлікке өседі. Уран ядросы қорғасын ядросына айналған кезде, оның заряды 92–82=10 санына азаяды,

Бұл жерде n_a=8 екенін ескеріп, тапқанда n_β=6 санына тең болады.

Сол сияқты, торий изотопы үшін n_a=6, ал n_β=4;

актиний изотопы үшін n_a= 7, ал n_β=7 шығады.

25. азот изотопын нейтрондармен атқылау кезінде көміртегі изотопы пайда болады әрі ол β – радиоактивті болып шығады. Ядролық реакцияны жазыңыз.

Шешімі: Алғашқы ядролық реакция

түрінде болады.

Электр зарядының сақталу заңы бойынша n=1, ал массалық санның сақталу заңы бойынша m=1 болады.- бұл протон: Сонымен, алғашқы реакция:
.
Ал екінші реакция

түрінде болады.

Бұдан массалық сан мен зарядтың сақталу заңдарына сүйене отырып, m^’=14, n^’= 7 екенін табамыз. Ал, мұндағы,_– азот изотопы.

Сонымен,

.
26. Радиоактивті магний ядросы позитрон және нейтрино (тыныштық массасы нөлге тең) шығарады. Ядроның β –ыдырауы энергиясын анықтау керек.

Шешімі: Ұшып шыққан позитрон оң бірлік зарядты алып кететін болғандықтан, реакцияның соңғы өнімі Z = 11 ядросы, яғни натрий изотопы шығады. Магний ядросынан нуклондар ұшып шықпағандықтан, массалық саны сол күйінше 23 болып қала береді. Сонымен, магний ядросының β – ыдырау реакциясын жазамыз:
.
Энергетикалық балансты ескере отырып, ядролардың массаларын бейтарап атомдар массалары арқылы өрнектейміз:

МэВ.
ΔQ реакцияның өнімдеріне (негізінен позитрон мен нейтриноға) бөлінеді. Нейтриноның массасы нөлге тең болғандықтан, ол энергетикалық баланс теңдеуінде қолданылмайды.

27. уранның қорғасынға айналу тізбегінде қанша α– ыдырау және β-ыдырау болады?

Шешімі: α – ыдырау кезінде зарядтық сан Z мәні 2-ге, ал А массалық сан – 4-ке азаяды. Оны символдық түрде

деп жазуға болады.

Мұндағы, – α –бөлшектің белгіленуі.

β-ыдырау кезінде зарядтық сан 1-ге артады, ал массалық сан өзгермейді:

,
мұндағы,– электронның белгіленуі.

Массалық сан тек α–ыдырау кезінде өзгеретіндіктен уранның қорғасынға айналуында:

Жеті рет α – ыдыраудан кейін зарядтық саны 2·7=14-ке азаяды, ал β –ыдыраудан кейінN_β -ға көбейеді. Сонда,
92 – 14 + N_β =82,
бұл жерден β – ыдырау санын анықтаймыз: N_β=4.

жүктеу 1,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 32 33 34 35 36 37 38 39 ... 62