44.02. Реакция деления

Уровень 1.

1. Определите 1) кинетическую энергию Т и 2) скорость υ теплового нейтрона при температуре t окружающей среды, равной 27 °С. Масса нейтрона m=1,675∙10^-31 кг, постоянная Больцмана k=1,38∙10^-23 Дж/К. 1) Полученный ответ умножьте на 10²³. 2) Полученный ответ округлите до целого значения.

1) [621] 2) [2723] [2724]

2. Ядро урана ²³⁵₉₂U, захватив один нейтрон, разделилось на два осколка, причем освободилось два нейтрона. Одним из осколков оказалось ядро ксенона ¹⁴⁰₅₄Xe. Определите 1) порядковый номер Z и 2) массовое число A второго осколка.

1) [38] 2) [94]

3. Сколько ядер урана-235 должно делиться за время t=1 с, чтобы тепловая мощность Р ядерного реактора была равной 1 Вт? Принять энергию Q, выделяющуюся при одном акте деления, равной 200 МэВ. Заряд электрона q=1,602∙10^-19 Кл. Полученный ответ умножьте на 10^-8 и округлите до целого значения. [312] [313]

Уровень 2.

1. Определить энергию Е, которая освободится при делении всех ядер, содержащихся в уране-235 массой m=1 г. Принять энергию Q, выделяющуюся при одном акте деления, равной 200 МэВ. Заряд электрона q=1,602∙10^-19 Кл, постоянная Авогадро N_A=6,022∙10²³ моль^-1. Полученный ответ умножьте на 10^-8 и округлите до целого значения. [821] [822]

Уровень 3.

1. 1) Найти отношение скорости u₂ нейтрона после столкновения его с ядром углерода ¹²C к начальной скорости u₁ нейтрона. 2) Найти такое же отношение кинетических энергий нейтрона. Считать ядро углерода до столкновения покоящимся; столкновение – прямым, центральным, упругим. Полученный ответ умножьте на 10³ и округлите до целого значения.

1) [716] [715] 2) [846] [847]

2. При делении одного ядра урана-235 выделяется энергия Q=200 МэВ. Какую долю энергии покоя ядра урана-235 составляет выделившаяся энергия? Скорость света c=2,998∙10⁸ м/с, заряд электрона q=1,602∙10^-19 Кл, Постоянная Авогадро N_A=6,022∙10²³ моль^-1. Полученный ответ умножьте на 10⁶ и округлите до целого значения. [913] [914]

3. Определить массовый расход m_t ядерного горючего ²³⁵U в ядерном реакторе атомной электростанции за 1) 1 с (ответ запишите в мкг), 2) 1 сутки (ответ запишите в г), 3) 1 год (ответ запишите в кг). Тепловая мощность Р электростанции равна 10 МВт. Принять энергию Q, выделяющуюся при одном акте деления, равной 200 МэВ. КПД  электростанции составляет 20 %. Заряд электрона q=1,602∙10^-19 Кл, постоянная Авогадро N_A=6,022∙10²³ моль^-1. Полученный ответ умножьте на 10^-8 и округлите до целого значения.

1) [609] [608] 2) [53] [52] 3) [19] [20]

4. Найти электрическую мощность Р атомной электростанции, расходующей 0,1 кг урана-235 в сутки, если КПД станции равен 16%. Принять энергию Q, выделяющуюся при одном акте деления, равной 200 МэВ. Заряд электрона q=1,602∙10^-19 Кл, постоянная Авогадро N_A=6,022∙10²³ моль^-1. Полученный ответ запишите в кВт и округлите до целого значения. [15205] [15204]

44.03. Энергия радиоактивного распада ядер

Уровень 2.

(2) 3.1. Энергия радиоактивного распада ядер

1. Определить энергию Q альфа-распада ядра полония ²¹⁰₈₄Po. m(²¹⁰₈₄Po)=209,98297 а.е.м., m(⁴₂Нe)=4,00260 а.е.м., m(²⁰⁶₈₂Pb)=205,97446 а.е.м., c²=931,4 МэВ/а.е.м. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения. [5505] [5504]

Уровень 3.

1. Покоившееся ядро полония ²¹⁰₈₄Po выбросило -частицу с кинетической энергией T=5,3 МэВ. Определите 1) кинетическую энергию Т ядра отдачи и 2) полную энергию Q, выделившуюся при -распаде. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения.

1) [103] [102] 2) [5403] [5402]

2. Ядро углерода ¹⁴₆C выбросило отрицательно заряженную -частицу и антинейтрино. Определить полную энергию Q бета-распада ядра. m(¹⁴₆C)=14,00324 а.е.м., m(¹⁴₇N)=14,00307 а.е.м., c²=931,4 МэВ/а.е.м. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения. [158] [159]

3. Неподвижное ядро кремния ³¹₁₄Si выбросило отрицательно заряженную -частицу с кинетической энергией Т=0,5 МэВ. Пренебрегая кинетической энергией ядра отдачи, определить кинетическую энергию T₁ антинейтрино. m(³¹₁₄Si)=30,97535 а.е.м., m(³¹₁₅P)=30,97376 а.е.м., c²=931,4 МэВ/а.е.м. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения. [981] [980]

4. Определить энергию Q распада ядра углерода ¹⁰₆C, выбросившего позитрон и нейтрино. m(¹⁰₆C)=10,01685 а.е.м., m(¹⁰₅B)=10,01294 а.е.м., m(⁰_-1e)=0,00055 а.е.м., c²=931,4 МэВ/а.е.м. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения. [2617] [2618]

5. Ядро атома азота ¹³₇N выбросило позитрон. Кинетическая энергия Т_е позитрона равна 1 МэВ. Пренебрегая кинетической энергией ядра отдачи, определить кинетическую энергию Т_υ нейтрино, выброшенного вместе с позитроном. m(¹³₇N)=13,00574 а.е.м., m(¹³₆C)=13,00335 а.е.м., m(⁰_-1e)=0,00055 а.е.м., c²=931,4 МэВ/а.е.м. Ответ запишите в килоэлектронвольтах и округлите до целого значения. [202] [201]