Яка швидкість розпаду радіоактивного Плутонію-238? Яка енергія виділяється унаслідок розпаду кожного ядра?

Суть вопроса: Радіоактивний розпад Плутонію-238

Пояснення:
Радіоактивний розпад - це процес, під час якого нестабільне ядро атома перетворюється на стабільне ядро шляхом випромінювання різних частинок. Швидкість розпаду вимірюється за допомогою поняття напіврозпаду, яке означає час, протягом якого кількість речовини зменшується вдвічі.

Для Плутонію-238, його напіврозпад становить близько 87,7 років. Це означає, що за 87,7 років половина початкової кількості Плутонію-238 розпадеться на стабільну речовину.

Енергія, яка виділяється унаслідок розпаду кожного ядра походить від звільнення ядерної енергії. У випадку Плутонію-238, середня енергія видільняється при його розпаді становить приблизно 5,5 Мегаэлектрон-вольт.

Щодо кількості енергії, що виділяється за 24 години в зразку, що містить 10 мг Плутонію-238, ми можемо обчислити це, знаючи що при розпаді 1 моль Плутонію-238 виділяється 136 Гігаэлектрон-вольт енергії. Плутоній-238 має молярну масу 238 г/моль, отже, для 10 мг (або 0,01 г) Плутонію-238, ми можемо обчислити:

Мольна маса Плутонію-238 = 238 г/моль
Кількість молей = маса / молярна маса = 0,01 / 238 ≈ 0,000042 молей
Енергія = кількість молей * енергія на 1 моль = 0,000042 * 136 Гігаэлектрон-вольт

З приводу зміни активності, активність Плутонію-238 зменшується з часом внаслідок його радіоактивного розпаду. Тому, активність не залишається незмінною протягом часу.

Приклад використання:
Знаючи, що половина Плутонію-238 розпадеться після 87,7 років, яка швидкість розпаду цієї речовини? Яка енергія виділяється унаслідок розпаду кожного ядра? Яка кількість енергії виділяється за 24 години в зразку, що містить 10 мг Плутонію-238? Чи залишається активність Плутонію-238 незмінною протягом цього часу?

Порада:
Щоб краще зрозуміти радіоактивний розпад та вирішення подібних задач, рекомендується вивчити основні поняття про радіоактивність та пізнати формули, пов"язані з цими поняттями. Також слід вивчити поняття напіврозпаду та як вимірюється швидкість розпаду речовини. Будьте уважні при роботі з одиницями вимірювання та конвертацією маси та енергії.

Вправа:
1. Яка швидкість розпаду речовини, якщо її напіврозпад становить 5 днів?
2. Яка енергія виділяється при розпаді 2 моль речовини з енергією 10 Мегаэлектрон-вольт на молекулу?
3. Яка кількість енергії виділяється за 1 годину в зразку, що містить 5 грамів речовини, яка має активність 1000 Беккерелів?
4. Чи буде активність речовини незмінною, якщо її напіврозпад становить 10 годин?