PITANJA IZ NUKLEARNE FIZIKE I RADIOAKTIVNOSTI

Transcript

1 PITANJA IZ NUKLEARNE FIZIKE I RADIOAKTIVNOSTI. Od kojih se čestica sastoji atomska jezgra i koja su osnovna svojstva tih čestica?. Zašto elektroni ne mogu nalaziti u jezgri? 3. Kolika je veličina atoma, a kolika atomske jezgre?. Na koji način je Chadwick otkrio neutron?. Što je jaka ili nuklearna sila? Kako ovisi o udaljenosti? Kakav je doseg te sile?. Protoni u jezgri se meďusobno odbijaju električnom silom. Zašto se ne razlete?. Koja je razlika izmeďu nuklearne i električne sile izmeďu dva protona? 8. Što je atomski broj, a što nukleonski broj nekog atoma? 9. Koliki je nukleonski broj jezgre atom ugljika C? Koliki je broj protona i koliki broj neutrona u toj jezgri?. Što su izotopi? Po čemu se razlikuju izotopi nekog kemijskog elementa?. Kako se označavaju atomi nekog izotopa a kako njihove jezgre?. Koliko ima protona i neutrona u nuklidima: Ne, Co, 8 Ag, Ra, 3 U 88 9? Koliko je elektrona u atomima tih izotopa? 3. Na koji način polumjer zakrivljenosti traga čestice u magnetskom polju ovisi o količini gibanja (brzine) čestice?. Što su nuklearne reakcije i kako nastaju? Što su jezgra-projektil i jezgra-meta?. Zbog čega je neutron pogodniji od protona kao projektil čestica?. Koji zakoni očuvanja (pojasni) vrijede pri nuklearnim reakcijama?. Kolika energija odgovara atomskoj jedinici mase (u)? 8. Dopunite i opišite sljedeće nuklearne reakcije: a) K? Ca p b) M n p Fe? 9 c) H? n d)? H B n 9. Popunite sljedeće jednadţbe nuklearnih reakcija: a) He C N? b) P o Pb? c) H? He n 8 8. Za koje je vrijednosti a i b moguća nuklearna reakcija a) a =, b = b) a =, b = 8 c) a =, b = d) a =, b = 8. Što nastaje osim kisika pri nuklearnoj reakciji a) neutron b) elektron c) pozitron d) proton 3. Dopunite ove nuklearne reakcije: U? He i Rn? He 9? Nadopunite reakcije: Al? P n ; P n? ; 3 Si B p C. Koje su od sljedećih nuklearnih reakcija moguće? (za provjeru primijenite zakone nuklearnih reakcija): 3 a) H He He b) H Li He He c) Pu n Xe Zr n d) B H Be He 9 3

2 . Napišite nuklearnu reakciju u kojoj iz jezgre Al bombardirane neutronima izlazi α-čestica.. Kemijski element kalifornij (Cf-) s atomskim brojem Z = 98 fizičari su stvorili tako da su jezgrama-projektilima 38 C pogaďali metu, uran 9 U. Napišite jednadţbu te nuklearne reakcije.. Što je srednja nukleonska masa? Koja jezgra ima najveću a koja najmanju srednju nukleonsku masu? 8. Obrazloţimo tvrdnju: Pri spajanju Z protona i N neutrona u atomsku jezgru ukupna se masa smanjuje. 9. Što je defekt mase? Što je energija vezanja jezgre? Kakva je veza izmeďu defekta mase i energije vezanja? 3. Objasni energiju vezanja po nukleonu. 3. U tablici su navedeni podatci za tri atomske jezgre i njihove energije vezanja. Koja je od navedenih jezgri najmanje stabilna, a koja je najstabilnija? a) Najstabilnija je jezgra molibdena, a najmanje stabilna jezgra berilija. b) Najstabilnija je jezgra olova, a najmanje stabilna jezgra berilija. c) Najstabilnija je jezgra berilija, a najmanje stabilna jezgra olova. d) Najstabilnija je jezgra molibdena, a najmanje stabilna jezgra olova. e) Ništa ne moţemo zaključiti o stabilnosti jezgri na osnovu tih podataka. 3. U nuklearnim reakcijama po jezgri se oslobaďa pribliţno puta više energije nego što se u kemijskim procesima oslobaďa po jednoj molekuli. Zašto? 33. Što su nuklearne reakcije? Kako se zove energija koja se oslobaďa pri nuklearnim rekcijama? 3. Što je nuklearna dolina? Koja je jezgra na dnu nuklearne doline? A koja je najviše iznad dna? 3. Objasnimo pomoću nuklearne doline nuklearnu fisiju i nuklearnu fuziju. 3. Što se na temelju slike nuklearne doline moţe zaključiti o mogućnostima da se kao izvor nuklearne energije uporabe sljedeći nuklearni procesi: a) fisija teških i fuzija lakih jezgara b) fisija lakih i fuzija teških jezgara c) fisija i fuzija teških jezgara d) fisija i fuzija lakih jezgara e) fisija i fuzija bilo koje jezgre Koje su od ovih tvrdnji točne? JEZGRA BROJ ENERGIJA NUKLEONA VEZANJA Berilij 9 8,MeV Molibden 83,MeV Olovo 9MeV 3. Prosječna masa po nukleonu: a) veća je u jezgrama produktima fisije nego u jezgri iz koje su ti produkti nastali b) manja je u jezgrama produktima fisije nego u jezgri iz koje su ti produkti nastali c) jednaka je u jezgrama produktima fisije i u jezgri iz koje su ti produkti nastali. 38. Što je nuklearna fisija? Napišite jednu fisijsku reakciju. 39. Zašto se fisijom i fuzijom oslobaďa velika energija?. Kako se dijeli (opiši) jezgra urana pri fisiji?

3 . Kako nastaje lančana reakcija? Čemu sluţi moderator? Što je kritična masa?. Na koji se način kontrolira lančana reakcija u nuklearnom reaktoru? 3. Što je fuzija? Navedi jedan primjer fuzije.. Što su termonuklearne reakcije i zašto se tako nazivaju? Koje su najpovoljnije termonuklearne reakcije?. Usporedimo nuklearnu fuziju sa zornim mehaničkim primjerom na slici.. Kako se moţe proizvoditi tricij uporabom neutrona-projektila?. Koji radioaktivni produkt nastaje pri fuziji deuterija i tricija? 8. Što izaziva radioaktivnost u fuzijski elektranama (pri fuziji deuterija i tricija)? 9. Koje su glavne teškoće pri pokušaju praktične proizvodnje energije fuzijom?. Kako se zove fuzija pri visokim temperaturama? Na koji način visoka temperatura omogućuje fuziju?. Objasni rad ureďaja poznatog kao tokamak.. Objasniti razvoj i značaj nuklearnih reakcija. 3. Što je radioaktivnost?. Kako se α-zračenje, β-zračenje i γ-zračenje ponašaju u magnetnom polju?. Električna sila, koja u nekoj točki električnog polja djeluje na elektron, ima iznos F i orijentaciju u ravninu papira. Kolika će biti sila kojom će električno polje djelovati na α-česticu u toj točki? a) Iznos F, smjer iz ravnine papira b) Iznos F, smjer u ravninu papira c) Iznos F, smjer iz ravnine papira d) Iznos F, smjer u ravninu papira e) Iznos 3F, smjer iz ravnine papira f) Iznos 83F, smjer iz ravnine papira. Objasnimo zakretanje snopa radioaktivnog zračenja u magnetnom polju na slikama a), b) i c).. Objasni α, β i γ-tip radioaktivnosti. 8. Kako se mijenjaju u α i β-raspadu: a) broj nukleona i broj neutrona b) broj protona i broj neutrona 9. Razjasni obje vrste β-radioaktivnosti.

4 3. Jezgra bizmuta 83 Bi raspadne se β raspadom. Koja jezgra pritom nastane? 3 3 a) 8 Pb b) 8 Pb c) 8 Pb d) 8 Pb. Koje jezgre nastaju u elektronskom β-raspadu sljedećih izotopa: a) N, b), 9 Mg c) Fe, d) 9 C. Koje jezgre nastaju u pozitronskom β-raspadu sljedećih izotopa: a) N, b) 3 Mg, 3 8 c) Fe, d) 9 Cu 3. Koje jezgre nastaju u α-raspadu sljedećih izotopa: 3 a) 83 Bi, b) 8 Po, c) 9 Th, d) 9 Pu. Beta negativnim raspadom 8 Pb prelazi u: a) 8 Po b) 8 Po c) 83 Bi d) 8 Bi e) 83 Bi. Emisijom α zraka 88Ra prelazi u: 3 a) 8 Rn b) 8 Po c) 8 Rn d) 9 Th e) 9 Th 3. Dopunite reakciju β-raspada: Cs?. e. Na temelju čega je Pauli pretpostavio postojanje neutrina? 8. Kada atomska jezgra emitira foton gama zračenja? Kolika je energija fotona gama-zračenja u odnosu prema energiji fotona svjetlosti? 9. Objasni γ-radioaktivno zračenje.. Zašto se u magnetnom polju beta čestice jače otklanjaju nego alfa čestice?. OdreĎeni se nuklid moţe raspasti na dva načina: dio jezgre emitira pozitrone a drugi dio jezgri zahvaća jedan elektron iz prve staze svog atoma i uvlači ih u jezgru (tzv. K-zahvat). Napišite nuklearnu pretvorbu za oba načina.. Koje od navedenih zračenja pokazuju postojanje energijskih razina jezgre atoma? a) γ-spektar b) svjetlost c) apsorpcojski spektar d) X-spektar e) infracrveni spektar 3. Što je vrijeme poluraspada? Koliki je raspon vrijednosti vremena poluraspada α-radioaktivnih i β-radioaktivnih izotopa?. Od jezgri nekoga radioaktivnoga izotopa u prva se četiri dana raspadne jezgri. Koja je od navedenih tvrdnji točna? a) U prva se dva dana raspalo jezgri. b) U sljedeća će se četiri dana raspasti preostalih jezgri. c) U prva se dva dana raspalo više jezgri nego u sljedeća dva dana. d) Svaki se dan raspadne jednaki broj jezgri.. Koliko se jezgara nekog radioaktivnog elementa raspalo ako je u početku bilo N jezgara nakon tri vremena poluraspada?. PronaĎite greške u ovoj rečenici: Vrijeme poluraspada α-radioaktivnog deuterija jest,s pa nakon,s u promatranom uzorku preostaje samo još % njegove početne količine.

5 . Nakon četiri vremena poluraspada nekog radioaktivnog elementa raspadne se s obzirom na početni broj čestica tog elementa N? a) N b) N c) N d) N 8 8. Za koliko postotaka opadne aktivnost neke tvari za vrijeme koje je dvaput veće od vremena poluraspada? 9. Izvedite zakon radioaktivnog raspada. Objasni relaciju koja izraţava zakon radioaktivnog raspada. 8. Kako su povezani konstanta raspada i vrijeme poluraspada? 8. Što je aktivnost radioaktivnog uzorka? O čemu ovisi? U kojim se jedinicama mjeri? 8. Zašto se pri emisiji β-čestica iz jezgre, koja miruje, jezgra počne gibati u suprotnom smjeru? 83. Kako radioaktivno zračenje djeluje na tvar kroz koju prolazi? 8. Kojim učincima čestice otkrivaju svoju prisutnost u nekom sredstvu? 8. Na kojem se načelu zasnivaju metode detekcije radioaktivnog zračenja? 8. Na koji način se biljeţe tragovi čestica u Wilsonovoj komori? Opišimo načelo rada Wilsonove komore. 8. Opišimo načelo rada mjehuričaste komore. 88. Opišimo načelo rada Geiger Müllerova detektora. 89. Kako nastaju scintilacije? Kako se zove, i kako radi, ureďaj koji pretvara scintilacije u električne impulse, a onda te impulse pojačava? 9. Kakva je prodorna moć radioaktivnog zračenja i čime se moţemo zaštititi od njega? 9. Što je specifična ionizacija? Koja vrsta radioaktivnog zračenaj ima najveću, a koja najmanju specifičnu ionizaciju? 9. Što je apsorbirana doza, a što ekvivalentna doza ionizirajućeg zračenja i koje su im jedinice? 93. Kakva je veza izmeďu ekvivalentne doze i faktora učinka? 9. Koja je razlika izmeďu jedinica grej i sivert? 9. Zašto je α-radioaktivno zračenje vrlo opasno tek ako α-radioaktivne jezgre uďu u organizam? 9. Objasnite djelovanje ionizirajućeg zračenjana na ţivi organizam? 9. Koliku prosječnu ekvivalentnu dozu zračenja primi čovjek tijekom jedne godine zbog prirodne radioaktivnosti? Koliko od toga otpada na kozmičko zračenje, a koliko na zračenje iz tla? RAZLIČITI ZADACI ZA VJEŢBU Odredite atomski i maseni broj jezgri koje se dobiju ako se u jezgrama: a) 8O, b) Na, c) Mg protoni zamijene neutronima, a neutroni protonima. 99. Jezgra zlata ima 9 protona, dok se broj nukleona u izotopima zlata kreće od 9 do. Koliki su minimalni i maksimalni broj neutrona?. Koliko ima protona, a koliko neutrona u masi m = g aluminija 3 Al?. Pokaţite da jedna atomska jedinica mase odgovara energiji od 93,MeV?

6 . Jednostruko ionizirani atomi argona (ioni) ubrzani naponom 8V ulijeću u magnetsko polje okomito na njegove silnice. U magnetskom polju razdijele se na snopove koji se gibaju kruţnim lukovima polumjera,3cm i 8,cm. Koliki je omjer masa izotopa argona? 3. Odrediti brzinu i energiju elektrona koji u magnetskom polju indukcije,t opisuje putanju, okomitu na polje, polumjera,mm.. Ioni nastali jednostrukom ionizacijom atoma neona ulete kinetičkom energijom 3,83keV u homogeno magnetsko polje okomito na silnice. Pošto u magnetskom polju opišu polukruţnice, ioni padaju na zastor. Odredite meďusobnu udaljenost mjesta na koja padaju ioni ako su im mase 3,3 kg, odnosno 3, kg, a magnetska indukcija,t.. Odredi polumjer putanje α-čestice (m =, kg, q = e = 3, 9 C) energije kev u manetskom polju indukcije,8t.. Protoni energije kev (m =, kg, q =, 9 C) opisuju u magnetskom polju akceleratora putanju polumjera,m okomito na magnetsko polje. Odredi magnetsku indukciju B. MeV. Pi mezon ili pion ima masu 39. Izrazite masu piona u jedinicama atomske mase! Polazeći od c mase piona, polučite tu masu u kilogramima! Koliki je iznos ener- 8. OslobaĎa li se ili troši energija pri nuklearnoj reakciji: 8O H N He? gije? ( m O =,99u, m H =,3u, m N = 3,999u, m He =,u ) 9. NaĎi najmanju energiju što je mora imati γ-kvant za reakciju: H H n (Masa je deuterija m( H ) =,u, vodika m( H ) =,u a neutrona m n =,8u). Jezgra teškog vodika deuterona ( H ) sastavljena je od jednog protona i jednog neutrona. Njezina je masa,33u. Koliki je defekt mase za tu jezgru? Kolika je energija vezanja deuterona? (m p =,u; m n =,8u). Iz poznate mase protona i neutrona (m p =,u; m n =,8u) izračunajte energiju vezivanja jezgre C. (Masa atoma C prema definiciji je točno u, a masa elektrona m e =,9u). Masa α-čestice je, kg, a ukupna masa dvaju protona i dvaju neutrona,9 kg. Kolika se energija oslobodi kod stvaranja α-čestice? a),83mev b) 8,3MeV c) 8,3MeV d) 83MeV 3. Defekt mase jezgre O je, 8 kg. Kolika je energija potrebna za oslobaďanje jednog nukleona iz jezgre?. Kolika se energija oslobodi pri formiranju g helija od slobodnih protona i neutrona? ( m p =,u, m n =,8u, m(, ) =,u ). Koliki su defekt mase i energija vezanja 8 O? Masa jezgre je m(8, 8) =,99u, masa protona m p =,u, masa neutrona m n =,8u.. Snaga kojom Sunce zrači iznosi 3,8 W. Za koliko će se vremena masa Sunca smanjiti za % uz pretpostavku da će snaga zračenja Sunca ostati čitavo vrijeme stalna? Masa Sunca iznosi 3 kg.

7 . Kolika je ukupna energija vodikovog atoma H u osnovnom stanju? (energija ionizacije vodika iznosi 3,eV) 8. Energija vezanja po nukleonu jezgre 3 Li iznosi pribliţno MeV. Ukupna energija potrebna za odvajanje svih nukleona iznosi: a) MeV b) MeV c) 3MeV d) MeV 9. Energija veze po nukleonu za aluminij iznosi 8,MeV. Kolika je masa jezgre aluminija 3 Al, izraţene u atomskim jedinicama? (m p =,u, m n =,8u) a),u b),u c),3u d) 3,8u e),9u. Energija vezanja nukleona u jezgri izotopa vodika H je E =,MeV. Procijenimo masu jezgre vodika-, ako su poznate mase protona i neutrona: m p =,u, m n =,8u. 3. Izračunajte energiju koju treba utrošiti za odvajanje jednog neutrona od jezgre Na. (masa neutrona 3 je m n =,8u, masa atoma Na-3 je m( Na ) =,989u, a masa atoma Na- je m( Na ) =,993u). Kolika je srednja energija vezanja alfa-čestice u jezgri izotopa kisika. Masa jezgre O- je m(8,8) =,99u, a masa alfa-čestice m α =,u Izračunajte srednju energiju vezanja nukleona u jezgrama izotopa 9 U i 9 U. Masa jezgara urana- 3 i urana-38 redom je m(9, ) = 3,989u i m(9, ) = 38,3u, a masa protona i neutrona: m p =,u, m n =,8u.. NaĎi energiju vezanja po jednom nukleonu za jezgre: a) N, b) 3, 9Cu i c) 8Hg. Masa atoma je: za dušik m N =,u, bakar m Cu = 3,u, ţivu m Hg =,9u, a masa elektrona m e =,9u?. Koliku energiju treba utrošiti da se izdvoji jedan neutron iz jezgra 3 C? (Masa atoma 3 C iznosi 3,33u, masa atoma C iznosi u a masa neutrona m n =,8u.). Izračunajte energiju vezanja neutrona u jezgri N 3,8MeV, a u jezgri N,MeV. ako u njoj energija vezanja po nukleonu iznosi. Izračunajte defekt mase, energiju vezanja i energiju vezanja po nukleonu za jezgre: a) 3 Li (M N =,3u), b) C (M N =,99u), c) 8 O (M N =,993u), d) Fe (M N =,9u). (m p =,u, m n =,8u) 8. Neutroni se često detektiraju tako da se apsorbiraju u jezgrama B pri čemu se oslobaďa alfa-čestica koju je relativno lako detektirati. Napišite tu nuklearnu reakciju. PronaĎite atomske mase nuklida u literaturi i izračunajte Q-vrijednosti te reakcije. 9. Napisati odgovarajuću nuklearnu reakciju i izračunati minimalnu energiju fotona koji cijepa jezgru helija He na tricij i proton. Masa atoma helija jest m( He ) =,u, tricija m T = 3,u, a protona m p =,u.

8 3. Pri beta-raspadu ugljika C nastaju dušik N i elektron. Ako se pri toj pretvorbi oslobodi energija od kev, kolika je razlika atomskih masa atoma C i N? (masa je elektrona,9u, u =, kg) 3. Jezgra helija He- (α čestica) sastoji se od dva protona i dva neutrona. Njezina je masa,u. Kolika je energija vezanja i srednja energija vezanja po nukleonu? (m p =,u, m n =,8u) 3. Koliki rad moramo obaviti da bismo jezgru izotopa bora B rastavili na sastavne protone i neutrone? Masa jezgre bora B je m(,) =,u, a masa protona i neutrona: m p =,u, m n =,8u. 33. Kolika se energija oslobodi pri nuklearnoj reakciji 3 Li H He? Masa litija je m Li =,8u, vodika m H =,8u i helija m He =,388u. 3. Deuterij se proizvodi u nuklearnom reaktoru tako da se bombardira vodik brzim neutronima. Pritom se oslobaďa γ-foton. Izračunajte energiju osloboďenog γ-fotona. (m p =,u, m n =,8u, m d =,33u, u =, kg) a),3mev b) 3eV c) MeV d),8gev e) 8GeV 3. Bombardiranjem izotopa litija 3 Li deuteronima nastaju dvije α-čestice. Pri tome se dobiva energija od,3mev. Izračunaj masu litija 3 Li. (masa je deuterona m( H ) =,3u, a masa α-čestice =,u) 3. Odredi energiju koja se mora utrošiti za nuklearnu reakciju: N He O.(Mase atoma su 8 H m( N ) =,u; m( He ) =,u; m( 8 O ) =,3u i m( H ) =,u ) 9 3. Izračunajte Q-vrijednost reakcije C (p, B. (PronaĎite atomske mase nuklida u literaturi) ) 38. Pretpostavimo da se kod fisije urana,% mase prisutnog urana transformira u energiju. Kolika je energija proizvedena fisijom kg urana? Ako se pri svakoj fisiji 9U oslobodi energija od MeV, kolika se nergija dobije potpunom fisijom kg, a kolika fisijom mola tog izotopa urana? 3. Apsorpcijom sporog neutrona jezgra U raspada se na dvije srednje teške jezgre (fisijska fragmenta) i nekoliko neutrona, uz oslobaďanje energije. Kolika se energija oslobodi ako pri fisiji jezgra U nastanu jezgra La i Mo i dva neutrona? (Masa atoma urana-3 je 3,39u, masa La- 39 je 38,9u a masa Mo-9 je 9,99u ) 3. U nuklearnom reaktori izgori,g U za sat. Ako energija osloboďena fisijom jedne jezgre 3 U iznosi MeV, kolika je snaga reaktora? 3. Prosječno kućanstvo troši mjesečno kwh električne energije. Kolika masa urana U bi zadovoljila prosječnu godišnju potrebu kućanstva ako se pri svakoj fisiji urana oslobodi 8MeV energije? Pretpostavite da je pretvorba nuklearne energije u električnu potpuna Kolika je električna snaga nuklearne elektrane koja dnevno troši g U? Korisnost pretvorbe nuklearne energije u električnu je %. Srednja energija koja se oslobodi fisijom jedne jezgre iznosi MeV.

9 . Reaktor atomskog ledolomca troši dnevno m = g urana-3. Snaga (korisna) ledolomca iznosi P = 3, kw. Fisijom jedne jezgre urana-3 oslobodi se energija E = MeV. Odredi korisnost motora ledolomca. Molna masa urana-3 je M = 3g/mol Izračunajte Q-vrijednost reakcija: H H H H i H H He. Kolika se energija oslobaďa pri dobivanju g tricija odnosno helija u tim reakcijama? n (Masa je deuterija m( H ) =,u, tricija m( 3 3 H ) = 3,9u, helija m( He ) = 3,93u i vodika m( H ) =,u ) 3. Izračunajte defekt mase, energiju vezanja i energiju vezanja po nukleonu za jezgru: U 9. (Masa atoma urana-3 je 3,39u, masa elektrona,9u, a masa protona i neutrona: m p =,u, m n =,8u.) 3. Kolika se energija oslobodi pri termonuklearnoj reakciji: H He H He. Mase jezgara su: m( 3 H ) =,3u; m( He ) = 3,93u; m( H ) =,8u; m( He ) =,u. 8. Koliko se energije oslobodi pri fuziji triju alfa-čestica u jezgru C? (Masa atoma He jest,3883u a masa ugljika C jest,38u) 3 9. U vodikovoj bombi zbiva se nuklearna reakcija: H H He n. Kolika srednja energija reakcije dolazi na jedan nukleon? Mase jezgara H, 3 H i He redom jesu:,3u; 3,u i,u, a masa neutrona m n =,8u.. Jedan od procesa koji se zbivaju u zvijezdama jest spajanje triju jezgara He u jezgru C. Koliko se energije oslobaďa pri takvom procesu? Mase tih jezgara jesu: m( He ) =,u, m( C ) =,99u.. Koliko bi se kilovatsati energije dobilo pri nastajanju μg helija u nuklearnoj reakciji: He n? Kolika je Q-vrijednost te reakcije? Mase jezgara H, 3 H i He redom jesu:,3u; 3,u i,u, a masa neutrona m n =,8u. 3 H H 3 9. Neptunijev niz 93Np završava stabilnimn bizmutom 83Bi. Koliko je bilo α-raspada a koliko β -raspada? 3 3. Koja jezgra nastaje ako jezgra urana 9 U pretrpi α-raspada i elektronska β-raspada? 38. Koji element nastaje raspadom 9U nakon emisije 3α i β-čestice. 38. Koliko je alfa-raspada i beta-minus raspada potrebno da se jezgra 9 U preobrazi u jezgru Pb 8?. Konačni proizvod radioaktivnog raspada plutonija s rednim brojem 9 i masenim je 9 83 Bi. Koliko je α-, a koliko β -čestica emitirano prilikom toga raspada? a) α + 8β čestica b) 8α + β čestica c) α + β čestica d) α + β čestica 3 8. Torijev 9 Th niz završava stabilnim olovom 8 Pb. Koliko je bilo alfa-raspada, a koliko beta-negativnih raspada?

10 3 8. Jezgra 9 Th doţivi četiri alfa i dva beta-negativna raspada. Koja je jezgra nastala? 9. Izotop elementa s rednim brojem 93 i masenim brojem 3 početni je član radioaktivnog niza. Uzastopnim raspadima nastaju, uz nove jezgre, redom: α, β +, γ. NaĎite redni i maseni broj posljednje jezgre tog niza. a) 93 i 3 b) 83 i 3 c) 9 i 33 d) 88 i e) 8 i. Koja bi se jezgra mogla potpuno razgraditi emitirajući α-čestice, 3 β -zrake, pozitrona i jednu γ- zraku? a) N b) 9 F c) 8 O d) N e) 9 N. Vrijeme poluraspada urana je, 9 godina. Kolika mu je konstanta radioaktivnosti?. Vrijeme poluraspada radija je godina. Koliki se postotak jezgara raspadne za godinu dana? 3. Vrijeme poluraspada neke atomske jezgre iznosi 8 minuta. Nakon 3 minute od početnoga broja N jezgara raspadne se: a) / N jezgara b) / N jezgara c) /8 N jezgara d) / N jezgara. Nacrtajte graf radioaktivnog raspada g natrija- u ovisnosti o vremenu. Vrijeme poluraspada toga izotopa je min. 3. Za koje vrijeme se u količini P,3 dana. od 9 atoma raspadne atoma? Vrijeme poluraspada fosfora je. Izotop neptunija Np- se emisijom elektrona i elektronskog antineutrina pretvara u izotop plutonija Pu-. Koliko jezgara plutonija Pu- nastaje od jezgri Np- za sata, ako je vrijeme poluraspada minuta?. Vrijeme poluraspada nekog radioaktivnog elementa je minuta. Koliki će biti udio radioaktivnih jezgara nakon, sati? 8. Vrijeme poluraspada nekog radioaktivnog izotopa iznosi sati. Za koliko vremena se raspadne % početne količine? 9. U trenutku t = posuda sadrţi N molekula radioaktivne tvari vremena poluraspada T. Koliko molekula radioaktivne tvari će biti sadrţano u posudi nakon što proďe T? b),n c),n d),9n e) nijedan od predloţenih odgovora nije ispravan. Neki element ima vrijeme poluraspada jedan dan. Koliki se postotak početnoga broja čestica toga elementa raspadne nakon dva dana? a) % b) % c) % d) %. U trenutku t = posuda sadrţi N molekula radioaktivne tvari vremena poluraspada T. Koliko molekula radioaktivne tvari će se raspasti nakon što proďe T/? a),n b),n c),9n d),n

11 . Tijekom četiri dana broj atoma radioaktivnog joda-8 smanjio se na trećinu početne vrijednosti N. Koliko je vrijeme poluraspada joda-8? 3. Iz atoma neke radioaktivne tvari raspadne se u sekundi atoma. Koliko je vrijeme poluraspada?. Koliko se atoma radona raspadne za dan iz milijuna atoma ako je vrijeme poluraspada 3,8 dana?. Radioaktivni uzorak radija- sadrţi N = 8 atoma. Koliko se atoma raspada nakon godina ako je vrijeme poluraspada radija T = god.. Količina radioaktivnog izotopa smanji se na jednu četvrtinu početne vrijednosti za godinu dana. Izračunajte i izrazite u mjesecima vrijeme poluraspada.. Neki radioaktivni preparat ima konstantu raspada λ =,h. Poslije kolikog vremena se raspadne % početnog broja jezgara? 8. Konstanta raspadanja nekog radioaktivnog elementa iznosi λ =, 3 h. Nakon kojeg će se vremena raspasti % prvobitnog broja atoma? 9. Izotop radija ima vrijeme poluraspada dana. Netom pripremljen uzorak tog izotopa u trenutku t = N sadrţi N atoma. Koliko je vrijeme u kojem se raspadne atoma? 8 8. Vrijeme poluraspada nekog radioaktivnog elementa je minuta. Za koliko sati se početni broj radioaktivnih jezgara smanji na /? 8. Koliko je vremena prošlo od početka radioaktivnog raspada ako je omjer početnog broja jezgara i broja neraspadnutih jezgara :? 8. Radioaktivni izotop Ra ima vrijeme poluraspada godina. Koliko se jezgara raspadne svake sekunde u uzorku mase mg. (Avogadrova konstanta: N A =, 3 mol ) 83. Vrijeme poluraspada radioaktivnog izotopa Na- je T = min. Ako imamo uzorak od mg tog izotopa, kolika će se masa uzorka raspasti za tri vremena poluraspada? 8. Vrijeme poluraspada izotopa jest 9 godina. Koliko bi grama ostalo od jednog grama čistog Ra nakon 38 godina? 8. Vrijeme poluraspada izotopa stroncija je 9 godina. Početna masa tog izotopa stroncija u uzorku je g. Kolika će biti masa tog izotopa stroncija u uzorku godina kasnije? 8. Dva radioaktivna izvora X i Y imaju jednaku početnu masu. Vrijeme poluraspada elementa X iznosi dva sata, a elementa Y jedan sat. Koliki je omjer masa tih dvaju izvora nakon četiri sata? a) m X : m Y = : b) m X : m Y = : c) m X : m Y = 8 : d) m X : m Y = : 8. Na raspolaganju imate dva radioaktivna uzorka: uzorak A mase kg i vremena poluraspada godina i uzorak B nepoznate mase i vremena poluraspada godina. Nakon godina iznos masa uzoraka je jednak. Koliko je iznosila početna masa uzorka B? Kolika je masa izotopa stroncija Sr izotopa iznosi 8 godina. koja bi imala aktivnost 3, Bq? Vrijeme poluraspada tog

12 89. Izotop raspada se emitirajući α-čestice. Vrijeme poluraspada je,8 sati. Kolika je masa nastalog izotopa nakon sati ako je početna masa mg? Period poluraspada stroncija 38 Sr iznosi T = dan. Stroncij emitira čestice β-čestice (elektronski β 89 -raspad) i prelazi u itrij Y 39. Početna masa stroncija je m = 8g. Koliko itrija će biti poslije t = 3 dana? 9. Odredite aktivnost izvora Ra, mase g, čije je vrijeme poluraspada T = godina. 9. Poluvrijeme ţivota jednog izotopa fosfora je dana. Ako uzorak sadrţi 3 jezgara tog izotopa, kolika je njegova aktivnost? Rezultat izrazite i u Curiejima. (Ci = 3, Bq) 93. Koliko je vrijeme poluraspada i konstanta radioaktivnog raspada izotopa kojemu aktivnost opadne za % nakon jednog sata? Koliko ima jezgara u trenutku kada je aktivnost 3,MBq? 9. Za koliko postotaka opadne aktivnost neke tvari za vrijeme koje je dvaput veće od vremena poluraspada? 9. Nekom se radioaktivnom nuklidu za dana aktivnost smanji puta. Koliko puta će mu aktivnost biti slabija nakon dana? 3 9. Nuklid Cs ima vrijeme poluraspada 3 godina. Kolika masa tog nuklida ima aktivnost Bq? 9. Usvrhu medicinskih istraţivanja čovjeku je u krv unesena mala količina radioaktivnog natrija početne aktivnosti kbq. Aktivnost cm 3 krvi uzete nakon sati iznosila je,bqcm 3. Vrijeme poluraspada radioaktivnog natrija iznosi oko sati. Koliki je ukupni obujam krvi čovjeka, pod pretpostavkom da je radioaktivni izotop homogeno rasporeďen u njoj? 98. Zamislimo da je zbog kvara nuklearnog reaktora koncentracija (broj čestica) radioaktivnog joda-3 (T = 8 dana) u atmosferi postala tisuću puta veća od normalne. Radioaktivni jod ulazi u travu, a iz trave putem probavnog sustava u mlijeko krava. To mlijeko nećemo piti. Kolika će biti koncentracija (broj čestica) radioaktivnog joda u tvrdom siru, napravljenom od zagaďenog mlijeka, nakon 8 dana? 99. Ako čovjek po cijelom tijelu primi apsorbiranu dozu γ-zračenja od msv, i istu toliku apsorbiranu dozu od α-zračenja, koliku je ekvivalentnu dozu primio?. U tkivu mase g apsorbira se alfa-čestica, od kojih svaka ima energiju,9mev. Kolika je ekvivalentna doza zračenja? 3. Pacijent proguta otopinu fosfora P koji emitira β-radioaktivno zračenje s vremenom poluraspada,3 dana. Srednja kinetička energija emitiranih β-čestica je kev. a) Ako je početna aktivnost otopine,3mbq, izračunajte broj emitiranih β-čestica u tijelu za dana. b) Kolika je apsorbirana doza zračenja u g tkiva? c) Kolika je ekvivalentna doza zračenja?. Prirodni radioaktivni plin radon-, koji je sastavni dio plinova u zraku, stalno u pluća ulazi disanjem. Posljedica je to da godišnje pluća apsorbiraju dozu alfa-zračenja D =,3mGy. Kolika je odgovarajuća ekvivalentna doza koju prime pluća?