- 放射性衰变
- 共1588题
放射性物质Pb和
Co的核衰变方程分别为:
Po→
Pb+X1
Co→
Ni+X2
方程中的X1代表的是______,X2代表的是______.
正确答案
由核反应中质量数和电荷数守恒知X1代表He,而X2代表
e.
答案:He
e.
天然放射性元素 Pu经过______次α衰变和______次β衰变,最后变成铅的同位素______.(填入铅的三种同位素
Pb、
Pb、
Pb中的一种)
正确答案
设发生了x次α衰变和y次β衰变,设生成的铅的同位素质量数为m,则有:
2x-y+82=94,239=m+4x
根据题意m可能为206、207、208,x为整数,由数学知识可知,m=207,x=8,y=4.
故答案为:8,4,Pb.
测得某矿石中铀、铅比例为1.15:1,若开始时此矿石中只含有铀238,发生衰变的铀238都变成了铅206,且铀衰变成铅的半衰期是4.5×109年,求此矿石的年龄。
正确答案
解:设开始时矿石中有m0千克铀238,经过n个半衰期后,剩余的铀238为m,则由半衰期公式,而已经衰变掉的铀238质量为
,设这些铀衰变成铅的质量为x kg,则有
即,得
根据题意,有,即
解此方程得n=1,即t=T=4.5×109年,即矿石的年龄为4.5×109年
2 009年12月,河南省文物考古研究所在安阳县境内发掘发现一东汉大墓,经出土的石枕铭文,文字材料,放射性同位素C放射性测年法确认为三国魏武帝曹操陵寝.地表处
C和
C存在一定的比例,植物吸收后
C和
C也含有一定的比例,植物死后,不再吸收碳.已知
C具有β放射性,则其衰变方程是______若其半衰期为5730年,现测得某古墓木制棺椁中
C是活树的
,则该棺椁使用树木是______年前被伐的.
正确答案
614C具有β放射性,所以衰变时放出β粒子,故衰变方程为:
614C→714N+-10e
衰变后的质量m=M(
1
2
)tT,其中t是时间,T是半衰期,所以:=(
1
2
)tT解得:t==2865年
故答案为:614C→714N+-10e;2865
设某放射性元素a的原子核数为N,半衰期为T,另一种放射性元素b的原子核数为16N,半衰期为T/2,它们经历相同的时间衰变后,a和b两元素的原子核数相同,则这段时间t=______.
正确答案
由题意知,N()tT=16N(
)tT2,解得t=4T.
故答案为:4T
近两年城市房价大幅度上涨,随之而来的各种装潢材料也是水涨船高。目前的家居装修中经常用到大理石、花岗岩等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,下列关于放射性知识的说法正确的是( )
正确答案
AC
能够将日常生活中的实际问题转化为物理模型,运用天然放射现象、三种衰变及其射线特点、半衰期知识处理相关问题。写出核反应方程式,根据质量数和核电荷数守恒可知A正确;半衰期指的是大量原子核衰变所遵循的规律,B错误;放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内一个中子转化为一个质子时产生的,故C正确;射线是高速电子流,不是电磁波,D错误。
由原子核的衰变规律可知( )
正确答案
BC
α、β射线不是电磁波,故A错误.半衰期与放射性元素的物理、化学性质无关,故B正确.利用γ射线的穿透能力强和能量高的特点治疗肿瘤效果极佳,C正确.半衰期与天然的、人造的无关,故D错误.
在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。
中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子(
)和正电子(
),即
中微子+→
+
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是 ____ 。(填写选项前的字母)
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(),即
+
2
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为 ______ J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是 ______________________ 。
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。
正确答案
(1)A (2) 遵循动量守恒
(3)粒子的动量,物质波的波长
由,知
,则
(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确。
(2)产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由,故一个光子的能量为
,带入数据得
=
J。
正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒。
(3)物质波的的波长为,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即
,因为
,所以
,故
。
(附加题)(16分)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态
和
粒子,而铀核激发态
立即衰变为铀核
,并放出能量为
的
光子。已知:
、
和
粒子的质量分别为
、
和
(1)写出衰变方程;
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,求粒子的动能。
正确答案
(1)
(2)
(1)衰变方程为
① (1分)
② (1分)
或合起来有 ③
(2)上述衰变过程的质量亏损为
④ (2分)
放出的能量为
⑤ (2分)
这些核能是轴核的动能
、
粒子的动能
和
光子的能量
之和
⑥ (1分)
由上式得
⑦ (1分)
设衰变后的轴核和粒子的速度分别为
和
,则由动量守恒有
⑧ (2分)
又由动能的定义知
⑨ (2分)
由⑧⑨式得
⑩ (1分)
由⑦—⑩式得
(2分)
代入题给数据得
(1分)
为了测定某水库的存水量,将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中,已知这杯溶液每分钟衰变8 ×107次,这种同位素半衰期为2天,10天以后从水库取出1m3的水,并测得每分钟衰变10次,水库的存水量为多少?
正确答案
解:设放射性同位素原有质量为m0,10天后其质量剩余为m,水库的存水量为Qm3,
由每分钟衰变次数与质量成正比可得:
由半衰期公式得
以上两式联立并代入数据得:
解得水库存水量为2.5×105 m3.
扫码查看完整答案与解析