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. 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 :



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 :



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



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

plan unitate : radioactivitatea Şi iunea radia iei cu ...facilitare... · numărul de nuclee...

Documents