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题型:简答题
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简答题

设有钚的同位素离子静止在匀强磁场中,该离子沿与磁场垂直的方向放出α粒子以后,变成铀的一个同位素离子,同时放出能量为E=0.09 MeV的光子。

(1)试写出这一过程的核衰变方程。

(2)光子的波长为多少?

(3)若不计光子的能量,则铀核与α粒子在该磁场中的回转半径之比Rα:Ru为多少?

(4)若不计光子的动量,则α粒子的动能为多少?(钚核质量m1=238.999 65 u,铀核质量m2=234.993 470 u,α粒子的质量为m3=4.001 509 u,h=6.63×10-34 J·s,1 u= 931.5 MeV)

正确答案

解:(1)

(2)λ=hc/E=1.38×10-11 m

(3)设衰变后,铀核速度为v2,α粒子的速度为v3,根据动量守恒有m2v2-m3v3=0

可见

(4)由能量守恒定律知,铀核与α粒子的总动能Ek=EkU+E=931.5×(m1-m2-m3)-E=4.261 MeV

结合m2v2=m3v3

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填空题

铝核(Al)被α粒子轰击后变成磷(P)的一种同位素,并放出一个中子.磷的这种同位素具有放射性,又衰变成硅(Si)的一种同位素,并放出一个正电子,写出上述两个核反应方程式:______;______.

正确答案

根据电荷数守恒、质量数守恒,得两个核反应方程分别为:Al+24He-→1530P+01n,P-→1430Si+10e.

故答案为:Al+24He-→1530P+01n,P-→1430Si+10e.

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填空题

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.

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填空题

天然放射性元素经过___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中的一种)

正确答案

8,4,

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填空题

放射性物质的核衰变方程为:,方程中的X1代表的是______________,X2代表的是______________。

正确答案

(或α),(或β)

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简答题

美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用铜和半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63发生一次β衰变变成铜(Cu),同时释放电子给铜片,把镍63和铜片做电池两极.则镍63的衰变方程是______,铜片是该电池的______(选填“正极”或“负极”).

正确答案

根据电荷数守恒、质量数守恒得,Ni→eCu,

因为铜片得到电子带负电,铜片可以作为电池的负极.

故答案为:Ni→eCu,负极

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填空题

已知U有一种同位素,比U核多3个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变,放出的粒子的速度大小为v0

(1)试写出衰变的核反应方程_____________(产生的新核的元素符号可用Y表示);

(2)衰变后的残核初速度大小为_____________。

正确答案

(1)U→Y+He

(2)

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填空题

约里奥•居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元索P衰变成Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是______.P是P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1mg P随时间衰变的关系如图所示,请估算4mg的P经多______天的衰变后还剩0.25mg.

正确答案

核反应方程式为:3015P→3014Si+X,由质量数守恒知X的质量数为0,由电荷数守恒知X的质子数为1,所以X为正电子;

由图象知半衰期大约为14天,由公式0.25=4×()t14知t=56天.

答案为:正电子,56天

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填空题

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(

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)tT,其中t是时间,T是半衰期,所以:=(

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2

)tT解得:t==2865年

故答案为:614C→714N+-10e;2865

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填空题

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

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