1.Во сколько раз уменьшается число радиоактивных ядер за время, равное четырем периодам полураспада? 2.Определить дефект массы,энергию связи ядра атома азота 14N7. 3. Определите энергетический выход следующей ядерной реакции: 7Li3 + 1H1 → 4He2 + 4He2 4.Какая часть атомов радиоактивного изотопа кобальта 58Сo27 распадается за 216 сут, если период его полураспада 72 сут.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Число радиоактивных ядер уменьшается в 16 раз за время, равное четырем периодам полураспада (2^4 = 16).

Дефект массы можно вычислить по формуле: Δm = масса протонов + масса нейтронов - масса ядра
Масса протона = 1.007276
Масса нейтрона = 1.008665
Масса ядра азота 14N7 = 14.003074
Δm = 7(1.007276 u) + 7(1.008665 u) - 14.003074 u = 0.113255 u.

Энергия связи ядра атома азота 14N7
E = Δm c^2, где c - скорость света в вакууме (299792458 м/с)
E = 0.113255 (299792458)^2 = 1.0176 * 10^16 эВ.

Энергетический выход ядерной реакции
Для реакции 7Li3 + 1H1 → 4He2 + 4He2 энергия выделяется при образовании новых ядер. Ее можно вычислить по формуле
Q = (масса исходных ядер - масса конечных ядер) c^2
Масса ядер
m(7Li3) = 7.016004
m(1H1) = 1.007825
m(4He2) = 4.002603
Q = (7.016004 + 1.007825 - 2 4.002603) * (299792458)^2 = 17.601 МэВ.

Доля атомов распадется за заданное время
Пусть N - количество атомов, которые раcпались, N0 - начальное количество атомов
N = N0 (1/2)^(216/72) = N0 (1/2)^3 = N0 / 8
Таким образом, часть атомов радиоактивного изотопа кобальта 58Co27, которая распадется за 216 суток, составляет 1/8.