Скільки енергії буде виділятися за 24 години в зразку, що містить 10 мг плутонію-238, при умові, що активність

Содержание: Радиоактивный распад

Пояснение: Радиоактивный распад - это процесс, при котором нестабильные атомы распадаются и превращаются в другие элементы, излучая при этом энергию.

Для решения данной задачи нам понадобятся следующие сведения:

1. Молярная масса плутония-238: 238 г/моль
2. Константа десятичного логарифма времени полураспада плутония-238 (T½): 87,7 лет

Для начала вычислим количество моль плутония-238 в зразке:

Масса плутония-238 = 10 мг = 0,01 г
Количество моль = Масса / Молярная масса = 0,01 г / 238 г/моль = 4,2 × 10^-5 моль

Теперь определим количество радиоактивных распадов плутония-238 в течение 24 часов:

Время полураспада (T½) плутония-238 = 87,7 лет = 87,7 × 365 = 31930 часов
Количество полураспадов = Время / Время полураспада = 24 часа / 31930 часов = 7,51 × 10^-4

И, наконец, определим количество энергии, выделяющейся при одном радиоактивном распаде плутония-238:

Энергия распада одного плутония-238 = 5,5 МэВ = 5,5 × 10^6 электронвольт

Теперь можем вычислить общую энергию, выделяющуюся при всех радиоактивных распадах в течение 24 часов:

Энергия = Количество радиоактивных распадов × Энергия распада одного плутония-238 = 7,51 × 10^-4 × 5,5 × 10^6 электронвольт = 4,13 × 10^3 электронвольт

Ответ: В зразку, содержащем 10 мг плутония-238, будет выделяться примерно 4,13 × 10^3 электронвольт энергии за 24 часа.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию радиоактивного распада и рассчеты, рекомендуется изучить основные принципы химии и физики, а также понять, как работает энергия и время полураспада. Изучение этих тем поможет вам лучше разобраться в подобных задачах.

Задача для проверки: Сколько энергии будет выделяться за 10 часов в зразке, содержащем 5 мг плутония-238, при условии, что активность плутония-238 остается постоянной? (Данные: активность плутония-238 = 3,5 Бк, время полураспада плутония-238 = 87,7 лет)