Fizyka jądrowa. Test A

Fizyka jądrowa. Test A
1. W pobliżu kliszy fotograficznej znajdowała się pewna próbka minerału. Po wywołaniu kliszy okazało
się, że jest ona zaczerniona. Minerał zawierał
A) chlorek sodu,
B) rad,
C) tlen,
D) dwutlenek węgla.
Generalnie promieniowanie alfa, beta i gamma (oraz rentgenowskie) zaciemnia kliszę fotograficzną,
zatem musimy wybrać substancję radioaktywną. Z podanych powyżej tylko rad [symbol Ra] jest
radioaktywny, więc on zaciemni nam kliszę.
2. Wskaż zdanie fałszywe.
A) Atom to układ cząstek elementarnych, złożony z jądra o dodatnim ładunku elektrycznym oraz
krążących wokół niego elektronów.
B) Jądro atomowe składa się z protonów i neutronów.
C) Nukleon to proton, neutron lub elektron.
D) Izotopy to jądra atomowe o jednakowej liczbie protonów, różniące się liczbą neutronów.
Najmniej prawdziwe zdanie to C), ponieważ nukleon to proton lub neutron (elementy jądra atomowego).
Elektro nie jest nukleonem
3. Za stabilność jądra atomowego odpowiada „krótkozasięgowe” oddziaływanie
A) grawitacyjne,
B) elektrostatyczne,
C) magnetyczne,
D) jądrowe (silne).
Oddziaływania jądrowe (atomowe) są najsilniejszymi oddziaływaniami na ziemi i to one odpowiadająca
stabilność pierwiastków. Niemniej działająca bardzo małe odległości (odległości jądra atomowego, czyli
około 1*10-15 metra )
4. Przemiana α to proces polegający na
A) rozpadzie cząstki α na pojedyncze nukleony,
B) bombardowaniu jąder ciężkich promieniowaniem α,
C) samorzutnym wyemitowaniu cząstki α poza macierzyste ciężkie jądro atomowe,
D) łączeniu się pojedynczych nukleonów w jądro helu.
Przemiana alfa, inaczej rozpad alfa, to proces polegający na wyrzuceniu z jądra atomowego cząsteczki
alfa (w rzeczywistości jest to jądro helu
) w sposób samorzutny, zatem bez ingerencji innych
czynników
5. W reakcji rozszczepienia jądra uranu 235U uderzonego powolnym neutronem składniki rozszczepienia
to
A) dwa jądra o zbliżonych masach (148Ba, 88Kr, lub 139Xe i 94Sr) i 3 lub 2 neutrony,
B) dwa jądra znacznie różniące masą,
C) dwa jądra lekkich pierwiastków (wodoru i helu),
D) strumień cząstek α.
Nie jest możliwe, aby z ciężkiego pierwiastka utworzyły się dwa pierwiastki lekkie, więc odp. C odpada.
Odp D także odpada, gdyż nie zdarzają się takie zjawiska w przyrodzie. Prawie każdy izotop, który się
rozpada, produkuje dwa kolejne pierwiastki o podobnych masach. Zatem odp A.
6. Fałszywym stwierdzeniem jest:
A) Izotopem najlepiej nadającym się do wykorzystania w reaktorze jądrowym jest uran 238U.
B) Woda w reaktorze spełnia podwójną rolę, odbiera ciepło od prętów paliwowych i spowalnia neutrony.
C) Powolny neutron ma większą szansę rozbicia jądra uranu niż szybki neutron.
D) Pręty sterujące dobrze pochłaniają neutrony, spowalniając w ten sposób proces reakcji.
To pytanie jest trudne . Na 100% zdania B i D są poprawne. Woda jest jednym z lepszych
MODERATORÓW [tu o moderatorach http://www.if.pw.edu.pl/~liwinski/mitj/procesy/fiz05.html ], zatem
na pewno spowalnia neutrony. Pręty sterujące są po to w reaktorze, aby pochłaniać neutrony i w ten
sposób nadzorować pracę reaktora.
Co do odpowiedzi A: Uran 238 jest izotopem uranu, którego na ziemi jest najwięcej. Niemniej to uran
235 (wzbogacony uran) lepiej nadaje się do reakcji jądrowych. Z uranu 238, najpierw tworzy się Pluton
239 i ten dopiero rozpada się.
Co do odp. C: Większość izotopów można rozszczepić TYLKO za pomocą neutronów powolnych, a
jednak neutrony szybkie (wysokoenergetyczne) także mogą rozszczepić niektóre jądra atomowe. Więcej
tutaj: http://www.nuclear.pl/?dzial=podstawy&plik=rozpad
Z powyższego linku wynika, że izotop U235 można rozszczepić neutronem o dowolnej prędkości
(energii), natomiast U236 i U238 (ten najbardziej powszechny izotop uranu) tylko neutronami
powolnymi.
Według mnie to zadanie jest niedoprecyzowane. Nie potrafię stwierdzić jednoznacznie, która odpowiedź
jest prawidłowa, stawiam jednak, iż fałszywym zdaniem jest mimo wszystko A
7. Zapis
oznacza jądro ołowiu zawierające
A) 208 protonów i 82 neutrony,
B) 82 protony i 126 neutronów,
C) 82 neutrony i 126 protonów,
D) 82 protony i 208 neutronów.
Krótki wstęp:
A- liczba masowa. Pokazuje ilość NUKLEONÓW w jądrze atomowym, zatem
neutronów i protonów.
Z – liczba atomowa. Liczba PROTONÓW w jądrze atomowym. Liczba elektronów w izotopach
naturalnie występujących, jest identyczna co do liczby protonów.
Zatem liczba neutronów to A-Z.
Z tego wynika, że ołów zawiera 82 PROTONY, 82 ELEKTRONY i 208-82 NEUTRONY
8. Masa jądra helu jest
A) większa,
B) taka sama,
C) mniejsza,
D) nieznacznie większa
w porównaniu z masą jego składników (2 protonów i 2 neutronów).
Wydaje mi się, że odpowiedź D powinna brzmieć ‘nieznacznie mniejsza’ i to byłaby dobra odpowiedź.
Masy jąder atomowych są nieznacznie mniejsze od ich składników, a wynika to z deficytu masy
[http://pl.wikipedia.org/wiki/Deficyt_masy]. Ale skoro odp D jest taka, jaka jest, poprawną odpowiedzią
jest C
9. Jakie jądro powstaje wskutek przemiany α jądra
A)
B)
C)
D)
?
Proste zadanie. Rozpad alfa to nic innego jak odłączenie się cząstki alfa [patrz zadanie 4]. Po wyrzuceniu
cząsteczki alfa zostanie nam
(polon).
10. Schemat przedstawia rozpad promieniotwórczy jądra toru, któremu towarzyszy emisja cząstki α.
Wskaż błędne przyporządkowanie.
A) x = 232,
B) y = 2,
C) z = 92,
D) X = 
I kolejne zadanie z cząstką alfa. Skoro cząstka alfa to
być 228 + 4 = 232, a z = 90 – 2 = 88.
Odpowiedź poprawna to odpowiedź C.
- to y musi być równe 2, X musi być α, x musi
11. Skorzystaj z zasad zachowania i znajdź brakujący produkt x reakcji syntezy jądrowej.
A) x =
(proton)
B) x =
(neutron)
C) x =
(elektron)
D) x =
(deuter)
Synteza jądrowa, inaczej fuzja, wyzwala ze dwa razy więcej energii niż reakcje rozpadu. W wyniku
łączenia się deuteru ( ) i trytu (
produkowany jest Hel i neutron wysokoenergetyczny. [tu jest ładnie
opisane: http://pl.wikipedia.org/wiki/Reakcja_termojądrowa]
12. Izotop węgla
podlega przemianie
z czasem połowicznego zaniku wynoszącym 5730 lat. Z
każdego 1 grama węgla zawartego w żywym organizmie uzyskuje się około 16 rozpadów na minutę. Jaki
jest wiek przedmiotu, jeśli z 1 g uzyskano średnio 4 rozpady promieniotwórcze w ciągu minuty?
A) Około 2865 lat,
B) około 5730 lat,
C) około 11460 lat,
D) około 17190 lat.
Z encyklopedii WIEM: Organizm żywy przyswaja węgiel nie rozróżniając 14C i 12C w wyniku, czego
stosunek obu izotopów w organizmie odzwierciedla stosunek w otaczającym środowisku. Po śmierci
ustaje wymiana węgla z otoczeniem, co prowadzi do zmniejszenia się z czasem względnej zawartości
14C na skutek rozpadu promieniotwórczego.
Pomiar stosunku 14C do 12C (lub inaczej mówiąc: aktywności 14C na gram węgla) w przedmiocie
pochodzenia organicznego, po uwzględnieniu poprawek, pozwala ocenić wiek przedmiotu.
Zatem: skoro z jednego grama węgla uzyskano 4 rozpady na minutę, musiał on (węgiel radioaktywny
C14) zmniejszyć objętość dwukrotnie. Nastąpiły dwa okresy połowicznego rozpadu, czyli minęło
2*5730lat = 11460 lat.