Яка кількість енергії виділяється протягом 24 годин у зразку масою 10 мг Плутонію-238, враховуючи активність
Яка кількість енергії виділяється протягом 24 годин у зразку масою 10 мг Плутонію-238, враховуючи активність, що не змінюється, та факт, що розпад кожного ядра виділяє енергію W = 8,8-10-13 Дж?
29.11.2023 11:29
Пояснение:
Перед тем, как приступить к решению задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета выделяемой энергии от распада радиоактивного вещества:
E = N * W
Где:
E - выделяемая энергия
N - количество распавшихся ядер
W - энергия, выделяемая каждым ядром при распаде
В данной задаче у нас дано:
масса зразка Plutonium-238 (Pu-238) = 10 мг
W = 8,8 * 10^-13 Дж
Прежде, чем приступить к вычислению, нам нужно найти количество распавшихся ядер. Это можно сделать, зная активность.
Активность (A) - это количество распадающихся ядер за единицу времени. В нашем случае активность не меняется, поэтому мы можем использовать следующую формулу:
A = λ * N
Где:
A - активность
λ - постоянная распада
N - количество ядер
Мы можем выразить N следующим образом:
N = A / λ
Теперь мы можем поместить это значение в формулу для вычисления энергии:
E = (A / λ) * W
Например:
Зная, что значение активности равно 2 * 10^6 ядер/сек и постоянную распада λ = 1,3 * 10^-11 1/сек, вычислим количество энергии, выделяемое за 24 часа в зразке Plutonium-238 массой 10 мг.
Совет:
Для более легкого понимания концепции и работы с радиоактивностью, рекомендуется изучить основные понятия и формулы, связанные с распадом и радиоактивностью. Также, чтобы лучше понять данную задачу, может быть полезным ознакомиться с концепцией активности и единицами измерения радиоактивности.
Упражнение:
Известно, что активность радиоактивного образца равна 5 * 10^4 ядер/сек, а постоянная распада равна 1,8 * 10^-12 1/сек. Найдите количество энергии, выделяемой за 12 часов в образце массой 5 г. (W = 7 * 10^-14 Дж)
Инструкция:
Для решения этой задачи мы должны использовать формулу для расчета выделения энергии при радиоактивном распаде. Формула записывается следующим образом: E = A * Δt, где E - энергия, выделяемая в результате распада, A - активность (количество распадов в единицу времени) и Δt - интервал времени.
В данной задаче нам дано, что активность не меняется и равна W = 8,8 * 10^-13. Мы также знаем, что интервал времени составляет 24 часа или 24 * 60 * 60 = 86400 секунд.
Теперь мы можем подставить известные значения в формулу, чтобы найти выделенную энергию:
E = 8,8 * 10^-13 * 86400
Вычисляя это выражение, получаем:
E = 76032 * 10^-13
Например:
Задача: Яка кількість енергії виділяється протягом 24 годин у зразку масою 10 мг Плутонію-238, враховуючи активність, що не змінюється, та факт, що розпад кожного ядра виділяє енергію W = 8,8-10^-13?
Объяснение: Для решения этой задачи мы используем формулу E = A * Δt, где A = 8,8 * 10^-13 и Δt = 24 * 60 * 60 секунд.
Подставляем значения в формулу: E = (8,8 * 10^-13) * (24 * 60 * 60)
Вычисляем результат: E = 76032 * 10^-13
Совет:
Чтобы лучше понять радиоактивный распад и энергию, выделяемую в результате, рекомендуется изучить основные понятия в теории ядерной физики и прочитать дополнительные материалы о радиоактивном распаде, его типах и свойствах.
Ещё задача:
Какая энергия выделяется при радиоактивном распаде ядра с активностью 5 * 10^-15 и интервалом времени 1 минута? Ответ выразите в джоулях. (Подсказка: 1 электронвольт (эВ) = 1,6 * 10^-19 Дж)