1. В чём состоит явление радиоактивного распада?
Явление радиоактивного распада заключается в самопроизвольном превращении нестабильных атомных ядер в ядра других элементов с испусканием элементарных частиц или квантов электромагнитного излучения.
2. Что происходит с атомным ядром химического элемента в процессе а-распада; 0-распада?
В процессе α-распада атомное ядро теряет альфа-частицу (ядро гелия), в результате чего его массовое число уменьшается на 4, а зарядовое число – на 2. В процессе β-распада происходит превращение одного нуклона (нейтрона в протон или наоборот) с испусканием β-частицы (электрона или позитрона) и антинейтрино или нейтрино.
3. Каков физический смысл периода полураспада?
Период полураспада – это время, за которое распадается половина исходного количества радиоактивных атомов. Он характеризует скорость радиоактивного превращения и является важной физической константой для каждого изотопа.
4. В чём заключается закон радиоактивного распада?
Закон радиоактивного распада утверждает, что число радиоактивных ядер, распадающихся в единицу времени, пропорционально количеству оставшихся ядер, то есть процесс носит экспоненциальный характер.
5. В чём состоит принципиальное отличие закона радиоактивного распада от законов классической механики?
В отличие от законов классической механики, закон радиоактивного распада носит вероятностный характер, то есть невозможно предсказать момент распада конкретного атома, а можно лишь определить вероятность его распада за определённый промежуток времени.
6. В чём состоит радиоактивный метод, используемый для определения возраста ископаемых образцов?
Радиоактивный метод определения возраста ископаемых образцов основан на измерении количества радиоактивных изотопов и продуктов их распада в образце. Используя известный период полураспада изотопа, можно вычислить возраст образца, например, метод радиоуглеродного анализа применяется для органических останков, а уран-свинцовый – для горных пород.
1. Ядро какого элемента образовалось в результате а-распада ядра радия 226 88Ra? Запишите реакцию.
Ядро радия 226 88Ra при α-распаде испускает α-частицу (ядро гелия 4 2He), превращаясь в ядро радона 222 86Rn. Реакция: 226 88Ra → 222 86Rn + 4 2He
2. Сколько а- и b-частиц испускается при распаде ядра урана 238 92U, который превращается в ядро свинца 206 82Pb?
При превращении урана 238 92U в свинец 206 82Pb происходит серия α- и β-распадов. Каждый α-распад уменьшает массовое число на 4 и зарядовое число на 2, а каждый β-распад увеличивает зарядовое число на 1.
Общий баланс:
Массовое число уменьшилось на 238 - 206 = 32, что соответствует 8 α-распадам (8 * 4 = 32). Зарядовое число уменьшилось на 92 - 82 = 10, но так как 8 α-распадов уменьшили его на 16 (8 * 2 = 16), то дополнительно произошло 6 β-распадов (16 - 6 = 10). Ответ: 8 α-частиц и 6 β-частиц.
3. Период полураспада радиоактивной меди равен 10 мин. Какая часть первоначального вещества останется в образце через 30 мин; 2 ч?
Через 30 минут пройдёт 30 / 10 = 3 периода полураспада. После каждого периода остаётся половина вещества: 1 → 1/2 → 1/4 → 1/8 Ответ: останется 1/8 начального количества. Через 2 часа (120 минут) пройдёт 120 / 10 = 12 периодов полураспада. После 12 периодов останется: 1 / 2^12 = 1 / 4096 Ответ: останется 1/4096 начального количества.
4. Активность N/N0 радиоактивного вещества уменьшилась в 4 раза за 16 сут. Чему равен период полураспада этого вещества?
Если активность уменьшилась в 4 раза, то осталось 1/4 начального количества вещества. Это значит, что прошло 2 периода полураспада (так как 1 → 1/2 → 1/4). Если за 16 суток прошло 2 периода, то один период равен: 16 / 2 = 8 суток. Ответ: 8 суток.
5. Сколько процентов радиоактивного железа 59 26Fe останется через месяц, если его период полураспада составляет 45 сут?
Через месяц (30 суток) при периоде полураспада 45 суток количество вещества уменьшится по формуле: N/N0 = (1/2)^(t/T), где t = 30, T = 45. N/N0 = (1/2)^(30/45) = (1/2)^(2/3) ≈ 0.396
Это примерно 39.6%. Ответ: около 40% радиоактивного железа останется через месяц.