الموسم الدراسي 2015/2014. األقسام العلمية bac 2015 السلسلة رقم : 02 التحوالت النووية ما املقصود بلك من : من الكربون 14 بدلةل الزمن. بدلةل الزمن.

Transcript

1 األقسام العلمية bac 05 السلسلة رقم : 0 التحوالت النووية المترين : 6 المترين : ما املقصود بلك من : النواة املشعة, النظائر, 3 النشاط ا إلشعاعي, 4 زمن نصف العمر, 5 الانشطار النووي, 6 الاندماج النووي, 7 النقص الكتيل, 8 طاقة الربط النووي, 9 طاقة الربط للك نوية, 0 وحدة الكتةل u المترين : نواة الكربون 6C نواة غري مس تقرة تتفكك إاىل نواة الآزوت N وبدورها تصدر جسمي β أكتب معادةل التفكك ميثل البيان املرفق تغري النسبة املئوية لعدد النوية املتبقية ابلنسبة لعددها الابتدايئ لعينة من الكربون بدلةل الزمن الموسم الدراسي 05/0 نواة الكربون 6C نواة غري مس تقرة تتفكك إاىل نواة الآزوت ZN وبدورها ترص جسمي β ابس تغالهل : المترين : 7 تمتزي النواة اذلرية اكتب معادةل التفكك حمدد العددين و Z يعطى فامي ييل خمططا طاقيا لهذا التفكك طاقة الربط لنواة الكربون الطاقة اليت حيررها التفكك β لنواة الكربون α بنشاطها ا إلشعاعي, حيث تتفكك مصدرة جسمية 84Po اكتب معادةل التفكك الناجت, مس تنتجا النواة البنت من بني النوية التالية : 86 Rn ; 83 Bi ; 80 Hg ; 8Pb المترين : 3 عرف زمن نصف العمر حدد بيانيا زمن نصف العمر مث استنتج قمية اثبت النشاط الاشعاعي λ لنواة الكربون يعطي اهلطط املمثل يف الشلك التايل النوية الخرية من العائةل املشعة لليورانيوم وضعنا عند اللحظة = 0 t عدد من أنوية 84Po املشعة فبقى عند اللحظة ln ( N ) من النوية الغري متفككة ميثل البيان املقابل تغريات N العدد t بدلةل الزمن t أكتب عبارة N بدلةل و, t واستنتج عبارة f(t) ln ( N ) = المترين : 4 ماذا يقصد ابلعائةل املشعة حدد اعامتدا عىل اهلطط الرمز الاكمل للنواة X و Y اكتب معادليت التفكك 3 و 4 حمددا نوع النشاط ا إلشعاعي للك تفكك 3 كتةل نواة الاكدميوم 3 يه : u m( ) =,878 Cd 48 المترين : 5 احسب النقص الكتيل لهذه النواة استنتج طاقة الربط لهذه النواة تتفكك نواة البولونيوم 84Po لتتحول إاىل نواة الراا يعطى: النواة 8Pb أكتب معادةل التفكك, واستنتج نوع النشاط ا إلشعاعي لنواة البولونيوم احسب الطاقة الناجتة عن هذا التفكك بوحدة MeV احسب طاقة الربط لنواة البولونيوم 84Pb 05, Po,0008 الكتةل (u) اجلس مي املنبعث اس تنتج بيانيا الثابت ا إلشعاعي λ عرف زمن نصف العمر, t / مث جد العالقة بني إاذا اكنت العينة الابتدائية حتتوي عىل للبولونيوم معربا عنه بوحدة الساعة مث ابلثانية λ و t / من النوية املشعة ونشاط العيةن املشعة هو (t) = dn عرب عن النشاط (t) بدلةل و λ و t استنتج عبارة النشاط الابتدايئ 0 مث جد ابلبيكريال (Bq) قمية النشاط =,00 إاذا اكن 0 0 المترين : 8 تتفكك نواة الراديوم 88Ra تلقائيا معطية جسمي α تعطى النوية التالية : أعط تركيب نواة الراديوم 88Ra أكتب معادةل التفكك وحدد النواة البنت ZX 98Th ; 89 c ; 87 Fr ; 86 Rn ; 85 t ; 84 Po ; 83 Bi ; 8Pb عرف طاقة الربط للنواة أعط عبارة النقص يف الكتةل m لنواة ZX كتلهتا m X 4,006

2 5 أحسب النقص يف الكتةل لنواة الراديوم Ra بوحدة الكتةل اذلرية u استنتج طاقة الربط لنواة الراديوم (Ra), E l مث استنتج طاقة الربط للك نيلكيون E l (Ra) أحسب النقص يف لنواة الراديوم الكتةل لنواة الرادون Rn بوحدة الكتةل اذلرية u استنتج طاقة الربط لنواة الرادون (Rn), E l مث استنتج طاقة الربط للك نيلكيون E l (Rn) ث ج ح خ 4 لنواة الرادون حدد النواة الكرث اس تقرارا من بني النواتني 86 Rn ; 88Ra إاذا علمت أن اثبت النشاط ا إلشعاعي للراديوم هو : عرف اثبت التفكك (λ) مث احسب قميته ب : ans مث ب s أعط تعريف النشاط ا إلشعاعي () ملنبع مشع وحدد وحدته يف امجلةل ادلولية نعترب عينة من الراديوم كتلهتا m 0 ونشاطها 0 عرب عن m 0 بدلةل N, λ, 0 والكتةل املولية M للراديوم أحسب قمية m 0 علام أن قمية النشاط الابتدايئ يه : 0 = 3,7 0 0 Bq u = 93,5 MeV, m n =,009u, m P =,007 u, c m( 84Po) = 09,98 u, N, t / ( U) = 4, = 6,0 0 3 mol ans M Ra = g/mol المترين 0: 40 البواتس يوم (K ( 40 املوجود يف الصخور يتفكك إاىل غاز الرغون r) ( + β واذلي بقى حمجوزا داخل الصخور s λ =, 0 أحسب ابلثواين مث ابلس نوات زمن نصف معر الراديوم نأخذ عينة حتتوي عىل mg من الراديوم 88Ra عند اللحظة = 0 t حدد املدة الزمنية الالزمة لتفكك 90% من كتةل العينة الابتدائية للراديوم 88Ra 5 6 يتفكك الراديوم وفق سلسةل من النشاطات ما هو عدد التفكاكت 8Rb α و β معطيا الراا 8Rb إاىل نواة 88Ra ليك تتحول النواة β و α 5,977u m( ) = Ra 88 m( 86Rn) =,970 u,, E l (He) = 8,9u, 4 m( He) = 4,00 u u = 93,5(MeV/c ), m P =,007u المترين : 9 أمتم املعادلت التالية وحدد منط التفكك احلادث يف لك مهنا : 39 39, 55Cs 56Ba +, 84Po 8Pb Ni 60 8Ni +, 6C 5 B + أحسب طاقة الربط لنواة البولونيوم 84Po مث أحسب طاقة الربط للك نوية قارن بني نواة البولونيوم ونواة الراديوم 88Ra من حيث اس تقرارها علام أن طاقة الربط للك نوية من الراديوم يه 7,66 MeV/nucléon إان الراديوم ) ( Ra هو أآخر عنرص مشع من عائةل اليورانيوم كيف تفرس وجود U حىت الآن عىل الرض أكتب معادةل التفكك علام أن عدد النيرتوانت يف نواة الرغون هو 0 املس تقر وفق المنط ابعتبار أن عدد أنوية الرغون معدوم عند اللحظة الابتدائية = 0 t, عرب عن النسبة r) K) بدلةل لك من اثبت التفكك λ والزمن الرغون و K) عدد أنوية البواتس يوم عند اللحظة t t حيث r) عدد أنوية 4 ميثل أحد البياانت تطور النسبة بني عدد أنوية الرغون r) وعدد أنوية البواتس يوم K) بدلةل الزمن t ما هو البيان املناسب علل عرف زمن نصف العمر t / ابلستعانة ابلبيان, استنتج زمن نصف العمر t / للبواتس يوم K) المترين : عند حتليل عينة من خصرة اكنت النسبة = 0,, استنتج معر الصخرة r) الكوابلت 0n 60 7 ) o نشيط إاشعاعيا ويفرس هذا النشاط بتحول نيرتون بروتون P حدد نوع النشاط ا إلشعاعي لنواة الكوابلت معلال إاجابتك إاىل أكتب معادةل هذا النشاط ا إلشعاعي, وتعرف عىل النواة املتودلة من بني النواتني ابلعامتد عىل اهلطط (Z,N) عني قمييت و Z للك نواة انجتة عن التفكاكت املتتالية لليورانيوم إاىل غاية الرادون Rn) ( مع ذكر منط التفكك يف لك حاةل إان نصف معر الراديوم هو : ans t / = 600 أكتب معادةل تفكك الراديوم التاليتني 8Ni و 6Fe أعط عبارة التناقص ا إلشعاعي مث بني أنه ميكن كتابته ابلشلك التايل: t كتةل الكوابلت املتبقية عند اللحظة m(t) حبيث, m(t) = m 0 e λt و m 0 كتةل الكوابلت عند اللحظة t = 0 s عرف زمن نصف العمر, t / وبني أنه يف اللحظة, t = nt / حتقق كتةل الكوابلت املتبقية العالقة التالية m(t) = m 0 n 4

3 4 t = ans ث ميثل البيان املمثل يف الوثيقة 0 كتةل الكوابلت املتبقية بدلةل الزمن f(t) m = حدد بيانيا, t / واستنتج m كتةل الكوابلت املتبقية عند اللحظة m = m 0 بني أنه عند اللحظة t = τ )اثبت الزمن ) τ, e بني أن املامس عند اللحظة t = 0s يقطع حمور الزمنة يف اللحظة t = τ جد عبارة النشاط ا إلشعاعي 0 للكوابلت عند اللحظة t = 0s بدلةل τ مث أحسب قمية النشاط ا إلشعاعي يف اللحظة M(Co) و N ; m 0 ; τ g/mol N = 6,0 0 3 mol, m(co) = 60 المترين : 3 يعترب الفوسفور املشع 5P من أمه العنارص املستعمةل يف الطب النووي منط إاشعاعه β وهل زمن نصف العمر,3 jours نعطي فميل ييل كتلته مس تخرجا من اجلدول ادلوري Na; Mg ; 3 l ; Si ; 5 P ; 6 S ; 7 Cl ; m(p) = 5,3 0 6 kg أكتب معادةل تفكك الفوسفور 3 حيقن مريض بعينة من حملول فوسفات الصوديوم اذلي حيتوي عىل كتةل ابتدائية m 0 = 0 8 g من الفوسفور 3 أحسب عدد النوية الابتدائية يف العينة املستعمةل ث يرمز لثابت النشاط الاشعاعي ابلرمز λ أعط قانون التناقص ا إلشعاعي واستنتج العالقة اليت تربط λ وزمن نصف العمر, t / مث أحسب قميته عرف النشاط ا إلشعاعي (t) لعينة مشعة, واحسب قميته عند اللحظة t = 0s t أوجد اللحظة اليت يصبح فهيا نشاط العينة مساواي 0 (t) = 0 بني أنه عند اللحظة t = nt / نكتب n مثل كيفيا تغريات f(t) = مستعمال اللحظات 5t / ; 4t / ; 3t / ; t / ; t / 4 الفوسفور هو أحد النظائر اليت حتصل علهيا العامل كريي سنة الملنيوم بواسطة اجلس اميت للسيليس يوم ث املستقر ) من قميته ا إلبتدائية 934 بقذف أنوية α و هو عنرص مشع ويتفكك وفق المنط + β متحول ( Si أعط تعريفا لطاقة الربط النووي E l أحسب النقص الكتيل لنواة الفوسفور بوحدة الكيلوغرام أحسب طاقة الربط النووي لنواة الفوسفور E l 3 أي النظريين أكرث اس تقرارا P, P برر إاجابتك المترين 3 : Cl 4 يتفكك اللكور إاىل الرغون زمن نصف العمر ل يقدر ب 0 3 ans, مما جيعل اللكور مناسبا للتأرخي اجليولويج للمياه اجلوفية عىل فرتة متتد من 60 ألف إاىل مليون سنة الرغون r أكتب معادةل التفكك ا إلشعاعي لللكور ما هو المنط ا إلشعاعي الناجت مع توضيح القوانني املستعمةل أحسب اثبت النشاط ا إلشعاعي λ لللكور ابستعامل الوحدات النظامية أحسب طاقة الربط لنواة اللكور ب MeV اللكور 59,78 النيرتون,6749 الربوتون,676 اجلس مي m(0 7 Kg) Z يف املياه السطحية يتجدد Cl ابس مترار مما جيعل نسبته اثبتة, والعكس ابلنسبة للمياه اجلوفية حيث أن اذلي يتفكك ل يتجدد وهذا ما جيعهل مناسبا للتأرخي كام يستعمل ذي نصف العمر 0 3 ans 5,76 لتأرخي املياه اجلوفية احلديثة اكتب عبارة التناقص ا إلشعاعي وأثبت أنه حل للمعادةل التفاضلية التالية: C dn + λ t) = 0 لتكن عينة جحمها V ب ملاء جويف : نقبل أن أنوية النوية املوجودة يف عينة بنفس احلجم ملاء سطحي, t) من مياه جوفية Cl ا إلبتدائية هو عدد المترين : هو عدد أموية اللكور املس تخرجة حال استنتج معر املياه اجلوفية اليت حتتوي عىل 38% فقط من عدد النوية Cl املوجودة يف املياه السطحية ملاذا مل نستعمل الكربون لتحديد معر هذا املاء اجلويف تتحول نواة البولونيوم 84P إاىل نواة الراا 8Pb أكتب معادةل التفاعل النووي, وحدد طبيعة اجلسمي الصادر أحسب ب (MeV) الطاقة انلررة من هذا التفكك حتتوي عينة من البولونيوم عند اللحظة = 0 t عىل كتةل, m 0 = 0 g عند اللحظة t تتفكك كتةل m وتبقي كتةل m من m 0 أكتب عبارة m بدلةل لك من : أكتب العبارة النظرية بني t, λ, m 0 و m و λ ميثل البيان منحى ادلاةل f(m) = اعامتد عىل البان والعالقة f(m) = النظرية : جد قمية اثبت النشاط ا إلشعاعي λ عرف زمن نصف العمر, واحسب قميته أحسب عند اللحظة t = 3t / عدد أنوية البولونيوم املتبقية يف العينة يعطى: 9 0,6 = ev N = 6, mol ; c = m s ; MeV u = 93,5 C m(pb) =,0385u ; m(po) =,048u ; m(α) = 400 u ; N = 6,0 0 3 ; M(Po) = g/mol 3 E l ( P ) = 8,48 MeV/nucléon u =, kg اجلس مي الكتةل 5P النيرتون الربوتزن m =,0078 m =,00866 m = 9,97006

4 حب يعطي الشلك جزءا من خمطط س يغري (Z N), اكتب معادةل التحول النووي للكربون حمدد اعامتدا عىل خمطط الطاقة املمثل يف الشلك جد طاقة الربط للك نوية من نواة الكربون جد قمية الطاقة الناجتة عن تفكك نواة الكربون نريد حتديد معر قطعة خشب قدمية, ذلكل نأخذ مهنا 3 عند اللحظة t عينة كتلهتا, m = 0,95 g فنجد أن هذه العينة المترين : 5 لتأرخي أو تتبع بعض الظواهر الطبيعية, يلجأ العلامء إاىل طرائق وتقنيات تعمتد أساسا عىل قانون التنتاقص ا إلشعاعي املعطيات : من بني هذه التقنيات, تقنية التأرخي بواسطة اليورانيوم الراا m( U) m P =,0078u m( =,0003u ; M( U) Pb) = g/mol = 05,9949u ; M( Pb) = g/mol m n =,00866u ; u = 93,5MeV c ; t = 4,5 0 9 ans ; E l (Pb) = 7,78 MeV/ nucléon تتحول نواة اليورانيوم املشعة إاىل نواة الراا و β املتتالية نمنذج هذه التحولت النووية ابملعادلت التالية: بعد سلسةل من التفكاكت α Pb + x 9U 8 0 e 4 + yhe دراسة نواة اليورانيوم : 9U بتطبيق قانون الاحنفاظ حدد العددين x أعط تركيب نواة اليورانيوم و y احسب طاقة الربط لنواة اليورانيوم, 9U مث حتقق أن نواة 8Pb أكرث اس تقرارا من نواة 9U تأرخي خصرة معدنية بواسطة اليورانيوم الراا : جند الراا واليورانيوم بنسب خمتلفة يف الصخور املعدنية حسب اترخي تكويهنا نعترب أن تواجد الراا الزمن يف بعض الصخور املعدنية ينتج فقط من التفكك التلقايئ لليورانيوم خالل نتوفر عىل عينة من خصرة معدنية حتتوي عند اللحظة = 0 t عىل عدد من أنوية اليورانيوم 9U حتتوي هذه العينة املعدنية عند اللحظة t عىل الكتةل m U (t) = 0g من اليورانيوم, والكتةل m Pb (t) = 0,0g من الراا أثبت أن عبارة معر الصخرة املعدنية هو : أحسب t t = ln ( + m Pb (t)m( ln m U (t)m( U) ) Pb) t ابلسنة المترين : 6 التأرخي ابلكربون : متتص مجيع النبااتت الكربون C املوجود يف اجلو يث تبقى نسبة عدد أنوية الكربون و C) ) يف النبااتت اثبتة خالل فرتة حياهتا : 0, = موت النبات تتناقص هذه النسبة نتيجة تفكك الكربون لكونه عىل عدد أنوية الكربون من خالل ثنايئ أكس يد الكربون ( C) ) ( C) املعطيات :, t( C) = 57 ans نظري مشع انطالقا من حلظة an = 3,5 0 7 s ; M( C) = g mol منط تفكك نواة الكربون هو β, وينتج عن هذا التفكك ZY لتعطي نواة البور, Z B النواة ZY تتفكك نواة الكربون 6C اكتب معادةل هذا التحول النووي حمددا ) و Z) تعطي,40 تفكاك يف ادلقية نعترب أن التفكاكت املالحظة انجتة فقط عن تفكك أنوية الكربون املوجود يف العينة املدروسة نأخذ من جشرة حية قطعة لها نفس كتةل العينة السابقة فنجد أن نس بة الكربون أحسب مث C الشجرة احلية حدد معر قطعة اخلشب القدمية فهيا 5,% ) ( 0 N املوجودة يف القطعة اليت أخذت من ) ) المترين : 7 94 تتفكك نواة السرتونس يوم 38Sr 94 إاىل نواة ا إليرتيوم, 39Y يصاحب هذا التفكك إاادار اجلسمي X أكتب معادةل التحول النووي احلادث, مبينا طبيعة اجلسمي X ارشح كيف ينشأ اجلسمي X نذكر بأن العالقة اليت تعطي تطور تناقص عدد النوية املتفككة بدلةل الزمن اكلآيت: = dn, t) = e λt كام يعطى نشاط أي منبع مشع ابلعبارة : عرف نشاط منبع إاشعاعي استنتج العالقة اليت تعطي تطور نشاط منبع بدلةل الزمن أعط وحدة قياسها يف مجةل الوحدات ادلولية من أجل تعيني زمن نصف العمر t / لنواة اليرتونس يوم, 94 ندرس جتريبيا تطور النشاط لعينة مشعة كتلهتا m 0 منه بدلةل الزمن, مكنتنا هذه ادلراسة التجريبية من رمس املنحىن f(t) ln = املبني يف الشلك املقابل ث علل نظراي شلك املنحىن انلصل عليه عني بيانيا قمية اثبت النشاط ا إلشعاعي λ عرف زمن نصف العمر, t / مث احسب قميته احسب عدد النوية ا إلبتدائية املوجودة يف العينة املدروسة, مث اس تنتج قمية ج ح m 0 مك تصبح قمية هذه الكتةل بعد 0 دقائق من بداية تفككها هل ميكن أن نعترب زوالها عند هذه اللحظة علل N = 6,0 0 3 mol الس تاذ : براح

5 t) المترين : 8 عند اللحظة = 0 t نتوفر عىل عينتني مشعتني من الملنيوم عنرص عينة بدلةل الزمن t ميثل البيان املرفق )الوثيقة ( تطور النس بة بدلةل الزمن t 3l كتلهتا, m والثانية من تبني الوثيقة التالية تغري عدد النوية املشعة املتبقية للك جمهول ZX كتلهتا m = 3 mg هل ميكن أن يكون للعينتني نفس النشاط ا إلشعاعي يف لك حلظة علل أعط عبارة التناقص ا إلشعاعي, مث جد العالقة اليت تربط بني زمن نصف العمر t / واثبت النشاط ا إلشعاعي λ للك نوية أرفق للك عينة البيان املوافق علام أن اثبت الشاط ا إلشعاعي للملنيوم 3l λ l هو s = 0,9 حدد العنرص املهول ZX 8 0Ne ; F; 3Li ; 3 Si ; 7 N أحسب كتةل العينة m من بني العنارص التالية : ما هو منط تفكك لك من 3l و ZX علل أكتب معادةل تفكك لك نواة من النواتني السابقتني مستخدما العنارص السابقة اعامتدا عىل البيان حتقق أن زمن نصف العمر t / للتوريوم هو : 7,5 = / t 0 4 ans 4 يستعمل البيان املرفق )الوثيقة ( لتأرخي عينة من الرتسب البحري أخذت من قعر انليط, شلكها أسطواين وارتفاعها h بني حتليل جزء مهنا كتلته m أخذت من القاعدة العليا لهذه العينة أنه حيتوي عىل كتةل m s = 0 μg من التوريوم وبني حتليل هل نفس الكتةل m أخذت من القاعدة السفىل للعينة ذاهتا أنه حيتوي فقط عىل m p =, μg من التوريوم نعترب أنه عند اللحظة = 0 t حيث تكون كتةل التوريوم يه m 0 = m s جد ابلس نة معر اجلزء املأ خوذ من القاعدة السفلية للعينة 4 N = 6,0 0 3 mol المترين : 9 تأ رخي الرتس بات البحرية : يستعمل التوريوم 90Th لتأرخي املرجان والرتسبات البحرية لن تركزي التوريوم عىل سطح الرتسبات املوجودة يف متاس مع ماء البحر يبقى اثبتا ويتناقص حسب العمق داخل الرتسب يعطي اليورانيوم 9U املذاب يف ماء البحر ذرات التوريوم 90Th مع انبعاث β جسمي y و α جسمي x بني أن النس بة و اكتب معادةل هذا التحول النووي حمددا قمية لك من العددين x و y نرمز لثابت النشاط ا إلشعاعي للتوريوم 90Th ب λ و لثابت النشاط ا إلشعاعي لليورانيوم 9U ب : λ 90Th) 9U) نفس النشاط ا إلشعاعي, حيث تكون اثبتة عندما يصبح لعينة اليورانيوم وعينة التوريوم 90Th) 9U) عدد أنوية اليورانيوم عند نفس اللحظة t تتودل عن تفكك نواة التوريوم 90Th التفاعل النووي, حمددا طبيعة اجلسمي الصادر عدد أنوية التوريوم عند اللحظة t نواة الراديوم 88Ra اكتب معادةل هذا نسمي t) عدد أنوية التوريوم 90Th املوجودة يف عينة املن املرجان عند اللحظة t ونسمي عدد هذه النوية عند اللحظة = 0 t الس تاذ : براح