Яка кількість енергії виділяється протягом 24 годинів в зразку, який містить 10 міліграмів Плутонію-238, якщо період

Тема: Радіоактивність і розпад

Пояснення: Радіоактивний розпад відбувається, коли нестабільне ядро атома перетворюється на стабільне ядро, випромінюючи при цьому енергію. Активність вимірюється кількістю атомів, які розпадаються в одиницю часу. У даному випадку ми маємо 10 міліграмів Плутонію-238, і нам потрібно визначити, яка кількість енергії буде виділятися протягом 24 години.

Для розв'язання цієї задачі ми використовуємо формулу:

E = λ * N * W * t,

де E - загальна енергія, λ - активність, N - кількість атомів, W - енергія виділена кожним ядром, t - час.

Дані:

N = 10 мг = 10 * 10^-3 г,

λ = 1 / T (де T - період розпаду) = 1 / (2.6 * 10^-10 с),

W = 8.8 * 10^-13 Дж,

t = 24 години = 24 * 60 * 60 с.

Підставляємо ці значення в формулу:

E = (1 / (2.6 * 10^-10 с)) * (10 * 10^-3 г) * (8.8 * 10^-13 Дж) * (24 * 60 * 60 с).

Виконуємо обчислення і отримуємо загальну енергію, що виділяється протягом 24 години.

Приклад використання:

Задача: Яка кількість енергії виділяється протягом 24 годинів в зразку, який містить 10 міліграмів Плутонію-238, якщо період розпаду радіоактивного Плутонію-238 дорівнює 2,6-10-10 с, і кожне ядро виділяє енергію W =8,8-10-13 Дж?

Підставляємо значення в формулу для розрахунку енергії:

E = (1 / (2.6 * 10^-10 с)) * (10 * 10^-3 г) * (8.8 * 10^-13 Дж) * (24 * 60 * 60 с),

E = 0.0104 Дж.

Отже, в зразку, який містить 10 міліграмів Плутонію-238, буде виділено приблизно 0.0104 Дж енергії протягом 24 годин.

Рекомендації: Для кращого розуміння радіоактивного розпаду і розрахунків стовріть схему, що показує послідовність подій під час розпаду. Також, ознайомтеся з основними формулами і одиницями вимірювання радіоактивності та енергії.

Вправа:

1. Якшо період розпаду дорівнює 5 хвилин, кількість атомів становить 20 тисяч, а енергія розпаду одного ядра дорівнює 2,5 * 10^-15 Дж, розрахуйте, скільки енергії буде виділено протягом 2 годин?