Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI IUNEA RADIA IEI CU ...facilitare... · Numărul de nuclee...
-
Upload
duongquynh -
Category
Documents
-
view
221 -
download
1
Transcript of Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI IUNEA RADIA IEI CU ...facilitare... · Numărul de nuclee...
Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI INTERACŢIUNEA RADIAŢIEI CU SUBSTANŢA
Intel® Teach Program © 2000-2007 Intel Corporation. All Rights Reserved. Page 1 of 1
MATERIALE DE FACILITARE - EXEMPLE DE PROBLEME REZOLVATE:
Problema 1.Rontgenul ( R ) sau doza de iradiaţie reprezintă numărul de particule iradiate ,dintr-un
centimetru cub de aer la presiunea şi temperatura normale , care se încarcă cu sarcina electric Q = 3,33.10-10
C.
Aflaţi:
A)Care este numărul N de particule ionizate?
B) La ce sarcină electric pe 1 Kg de aer ionizat , corespunde un R?
C)Care este energia disipată de radiaţiile care au doza de 1 R , dacă o particulă ionizată produce 33 eV?
Se dau :sarcina electronului e = 1,6.10-19
C.
REZOLVARE:
A) Un ion se încarcă cu sarcina electronului, deci numărul de particule ionizate va fi :
B) Sarcina de ionizare corespunzătoare unui Kg de substanţă este
C) Energia disipată de radiaţiile care au doza de 1 R va fi dată de produsul dintre numărul particulelor şi
energia produsă de o particulă ionizată
Problema 2.Izotopul radioactiv are timpul de înjumătăţire T 20ani . Se cere:
A)Ce fracţiune din cantitatea iniţială de nuclee rămâne nedezintegrată după 10 ani?
B)Care este activitatea specifică a izotopului(numărul de dezintegrări pe secundă)?
REZOLVARE:
A) Fracţiunea de nuclee ce rămâne nedezintegrată este :
B) Numărul de nuclee dintr-un gram de substanță depinde de tipul substanței prin numărul de masă A
Activitatea izotopului este
,astfel că pentru 1 g de substanță va fi :
Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI INTERACŢIUNEA RADIAŢIEI CU SUBSTANŢA
Intel® Teach Program © 2000-2007 Intel Corporation. All Rights Reserved. Page 2 of 2
Problema 3.Într-un minereu de uraniu cu timpul de înjumătățire de 4,5 .10
9 ani , s-a găsit sub
formă de impurități , plumb .Știind că într-un gram de uraniu s-a găsit 0,2 g de Pb , se cere
vârsta minereului.
REZOLVARE:
Numărul de nuclee dezintegrate în timpul t este :
Cantitatea (mas) de subtanță radioactivă m (cu numărul de masă ), ce apare la un moment dat în
urma dezintegrării unei cantități M de substanță radioactivă( cu numărul de masă în timpul t ,
este :
C) Numărul de nuclee dintr-un gram de substanță depinde de tipul substanței prin numărul de masă A
Prin urmare:
Putem calcula deci vârsta t ,
Problema 4.Un preparat dintr-o subtanță radioactivă este pus într-un calorimetru cu capacitatea
calorică de 16,748J/grd. Cu cât crește temperatura în 10 ore , dacă preparatul are o activitate de
7,4 s-1
(0,2 curie) și emite particule α având energia egală cu 5 MeV.
REZOLVARE:
Dacă A este numărul de particule dezintegrate într-o secundă (activitatea), iar Wα energia unei
particule , energia calorică produsă de preparat este:
Creșterea de temperatură va fi :
Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI INTERACŢIUNEA RADIAŢIEI CU SUBSTANŢA
Intel® Teach Program © 2000-2007 Intel Corporation. All Rights Reserved. Page 3 of 3
Problema 5: Un gram din cenușa unui os găsit în săpătură arheologică produce cinci dezintegrări β pe
minut.Știind că un gram din cenușa unui os actual produce 15 dezintegrări β pe minut și că timpul de
înjumătățire al radiocarbonului este 5650 ani, se cere :
A)Vârsta osului găsit în săpătură
B)Ecuația reacției de dezintegrare β a radiocarbonului și viteza electronului emis , dacă el are
energia de 156keV .Se neglijează variția masei cu viteza și se cunoaște masa electronului
și ln 3= 1,009861.
REZOLVARE:
A) Cenușa proaspătă producea 15dez/min, dar după timpul t mai produce doar 5 dez/min .
Rezultă
B)
Energia este preluată sub formă de energie cinetică
Problema 6.În sângele unui om s-a introdus 1 cm3
soluție conținând izotopul artificial a cărui
activitate este A0 = 2000 particule/secundă.Activitatea unui centimetru cub de sânge , înregistrată
după 5 ore a fost A=19 particule/minut . Știind că timpul de înjumătățire al este de 15 ore , să
se afle volumul ocupat de sânge.
REZOLVARE:
A) Activitatea variază în timp, astfel că notând cu V volumul ocupat de sângele omului putem scrie:
,
unde
,
iar
Logaritmând vom obține:
69
Calculele conduc la :V = 5l =5000cm3
Plan unitate : RADIOACTIVITATEA ŞI INTERACŢIUNEA RADIAŢIEI CU SUBSTANŢA
Intel® Teach Program © 2000-2007 Intel Corporation. All Rights Reserved. Page 4 of 4
Problema 7.Un gram de a fost bombardat cu protoni,rezultând la ficare reacție nucleară două
particule Cunoscând masele mLi = 7,01822 u , mp =1,00759 u și mα= 4,00387u și energia
unui proton egală cu 2,5 MeV , să se afle:
A) Numărul de reacții necesare pentru dezintegrarea completă a
B) Energia totală elibrată
C) Viteza particulelor α
REZOLVARE:
A) Numărul de dezintegrări:
B) Reacția nucleară se scrie ținând cont de legea conservării numărului de nucleoni și conservarea
sarcinii electrice:
Defectul de masă va fi :
Energia eliberată într-o reacție va fi :
Energia totală eliberată se obține prin multiplicare cu numărul de reacții ce au loc:
C) Viteza particulelor α va fi dată de relația:
Bibliografie:
© Culegere probleme de fizică ,Constantin Necșoiu, Editura Tehnică,București , 1968, p.493-514