Яагаад, цацраг идэвхт эмээс ялгарах тоосонцор. Сонголтыг сонгох, бие даасан даалгаврыг гүйцэтгэх журам

Ганцаарчилсан даалгаварт зургаан даалгавар гүйцэтгэдэг бөгөөд тэдгээрийн тоог 4.1-р хүснэгтийн дагуу оюутны овог нэрийн үсгийн дарааллаар тодорхойлно.

Хүснэгт 4.1 - Даалгаврын сонголтууд

Эхний ажлыг овгийн эхний үсгийн дагуу, хоёр дахь нь хоёр дахь үсгийн дагуу сонгоно. Жишээлбэл, оюутны овог нэр Чимковский. Энэ тохиолдолд нэгдүгээрт 4-р даалгавар, хоёрдугаарт 19-р, гуравдугаарт 23-р, дөрөвт 31-р, тавдугаарт 45-р, зургадугаарт 53-р даалгаврыг сонгоно.

Хэрэв оюутны овог зургаагаас бага үсгээс бүрдсэн бол дутуу тоог дахин ашиглах замаар нэмнэ.

Гүйцэтгэх үед бие даасан даалгавардараах нөхцлийг хангасан байх ёстой.

Гүйцэтгэх ажлуудын тоо нь тэдгээрийг сонгох нөхцөлтэй тохирч байх ёстой бөгөөд эхний хуудсан дээр заасан байх ёстой;

Даалгаврыг гүйцэтгэхэд санал болгож буй ном зохиолыг ашиглах шаардлагатай боловч бусад тусгай ном зохиолыг ашиглах боломжтой;

Бие даасан даалгаврын хуудсыг дугаарлаж, тооцоолол, хариултын дагуу зохих тайлбарыг бичсэн байх ёстой.

Цөмийн урвалыг гүйцээнэ үү:

2. Ямар цөм үүсдэг вэ: ураны изотопын альфа задрал; устөрөгчийн изотопын электрон бета задрал

3. Ямар цөм үүсдэг вэ: азотын изотопын альфа задрал; зэсийн изотопын позитрон бета задрал?

5. Ураны альфа задралын урвалыг бич болон хар тугалга бета задрал

6. Цөмийн урвалуудыг гүйцээнэ үү.

7. Зэсийн изотопыг протоноор туяарах үед урвал хэд хэдэн аргаар явагдана: нэг нейтрон ялгарснаар; хоёр нейтрон ялгарснаар; протон ба нейтрон ялгарснаар. Тухайн тохиолдол бүрт ямар элементүүдийн цөмүүд үүсдэг вэ? Задрах урвалуудыг бичнэ үү.

8. Цацраг идэвхит манган хоёр аргаар олж авсан. Эхний арга нь төмрийн изотопыг дейтероноор цацрагжуулах, хоёр дахь нь төмрийн изотопыг цацрагаар цацруулах явдал юм. нейтрон. Цөмийн урвалыг бичнэ үү.

9. Төмрийг нейтроноор бөмбөгдөхөд манганы бета-цацраг идэвхт изотоп үүснэ. атомын масс 56. Хиймэл цацраг идэвхт марганец үүсэх урвал ба үүнтэй үүсэх дараагийн бета задралын урвалыг бич.

10. Борын изотопоор бөмбөгдөх үед альфа тоосонцороос үүссэн

азотын изотоп Ямар бөөмс ялгарах вэ? Азотын изотоп

цацраг идэвхт бодис бөгөөд нейтрино цацрагтай позитрон задрал үүсгэдэг. Хариу үйлдэл бичих.

11. Полонигийн хагас задралын хугацаа 138 хоног байвал өдөрт 10 6 атомаас хэдэн атом задрах вэ?

12. Стронцийн изотопын хагас задралын хугацаа 51 хоног байна. Цацраг идэвхит цөмийн анхны тоо 10 9 байвал 102 хоногт хэдэн изотопын цөм задрах вэ?

13. Хэр их цацраг идэвхт цөмизотопын масс м=7 хоногийн дараа дээжинд 10 -4 кг үлдэх үү?

14. Ус нь нейтрон цацрагийг хамгийн сайн сулруулдаг (бетоноос 4 дахин, хар тугалгаас 3 дахин сайн). Усны нейтрон цацрагийн хагас сулралтын давхаргын зузаан нь 3 см. 30 см зузаантай усны давхарга нь нейтрон цацрагийг хэдэн удаа сулруулах вэ?

15. Гамма цацрагийг хар тугалга хамгийн сайн шингээдэг 1,5 ган хуягнаас 22 дахин, уснаас 22 дахин илүү). Хар тугалганы хувьд гамма цацрагийн хагас сулралтын давхаргын зузаан нь 2 см.Гамма цацрагийг 128 дахин сулруулахад тугалганы давхарга хэр зузаан байх вэ?

16. Эмийн жин 65 мг-тай тэнцүү. Түүний үйл ажиллагааг тодорхойлох.

17. Чернобылийн ослын улмаас анх хуримтлагдсан иодын ямар хэсэг ослын дараах эхний 2 сард ялзарсан бэ?

18. Гамма цацрагийн эрчим 4 дахин буурах усны давхаргын зузааныг тооцоол. Усны сулралтын шугаман коэффициентийг 0.047 см -1-тэй тэнцүү авна.

19. Тодорхой нэг атомын сая бүрээс цацраг идэвхт изотопСекундэд 200 атом задарч байна. Изотопын хагас задралын хугацааг тодорхойл.

20. Цацраг идэвхт элементийн идэвхжил 8 хоногт 4 дахин буурсан. Элементийн хагас задралын хугацааг ол.

21. Газрын гүнд булагдсан шугам хоолойн алдагдлыг илрүүлэхийн тулд тээвэрлэж буй шингэнд цацраг идэвхт бодис нэмнэ. Гэнэтийн байршлыг тодорхойлохын тулд Гейгер тоолуурыг хэрхэн ашиглах вэ?

22. Нейтронууд яагаад цацраг идэвхт элементүүдээс ялгарах цэнэгтэй бөөмсөөс илүү цөмийн бөмбөгдөлтөд илүү үр дүнтэй байдаг вэ?

23. Цөмийн болон термоядролын дэлбэрэлтийн хүчин чадалд хязгаар бий юу? Хариултаа тайлбарлана уу.

24. Реактор болон атомын бөмбөг дэх ураны цөмийн задралын үйл явц юугаараа ялгаатай вэ?

25. Ойролцоох цацраг идэвхит эм байхгүй үед ч Гейгерийн тоолуур ионжсон тоосонцор үүсэхийг бүртгэдгийг юу гэж тайлбарлах вэ?

26.Яагаад цацраг идэвхт эмийг зузаан ханатай хар тугалгатай саванд хадгалдаг вэ?

27. Альфа бөөмийн урт зам хаана байдаг вэ: дэлхийн гадаргуу эсвэл агаар мандлын дээд давхаргад уу?

28. Хагас задралын хагастай тэнцэх хугацаанд цацраг идэвхт цөмийн хэдэн хэсэг задрах вэ?

29. Цөмөөс гамма квант ялгарах үед элементийн орон нутгийн дугаар, масс, атомын дугаар өөрчлөгдөх үү?

30. Цацраг идэвхт эмээс ялгарах альфа тоосонцор яагаад цөмийн урвал үүсгэж болохгүй вэ? хүнд элементүүд, хэдийгээр тэд уушгинд нь тэднийг үүсгэдэг?

31. Дундаж тодорхойлох алдаа 20%-ийн спектрометрт 500 мл дээжийн эзэлхүүнтэй сүүний эзэлхүүний идэвхийг тодорхойлохдоо хэмжилтийн 100 секундэд 500 импульс бүртгэгдсэн. Сүүний эзлэхүүний идэвхжил, түүний нийцлийг тодорхойлох RDU-99 стандартууд.

32. Тодорхой нутаг дэвсгэрт амьдарч буй хүний ​​гадаад гамма цацрагийн эквивалент тун нь 0.1 рем/жил байна. Хөрсөн дэх радионуклидийн гамма цацрагийн нөлөөллийн тунгийн хэмжээг тодорхойлно. Хүний задгай талбайд байх харьцангуй хугацааг 0.3 гэж үздэг.

33. Хөрсөн дэх радионуклидаас үүсэх гамма цацрагийн өртөлтийн тунгийн хурд 60 мкР/цаг, хүний ​​ил задгай газар байх харьцангуй хугацааг 0.25-ын утгыг ашиглан гаднах цацрагийн эквивалент тунг тодорхойлно. жилд нэг хүний ​​цацраг туяа.

34. Ажилтны ажлын байран дахь тунгийн эквивалент хурд нь 5х10 -9 Св/с байна. Жилийн туршид 1600 цаг ажилладаг. Ажилтнуудад тусгай хамгаалалт шаардлагатай юу?

35. Цацрагийн аюулгүй байдлын стандартын дагуу (NRB-2000) ажилтнуудад цацрагийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 50 мЗв/жил байна. Жилийн туршид хүн 1700 цаг ажилладаг. Ажлын байранд хамгийн их зөвшөөрөгдөх эквивалент тунгийн хэмжээг (Sv/s-ээр) тооцоол.

36 Цээжний рентген шинжилгээний үед өвчтөний эрхтэн, эд эсэд үзүүлэх цацрагийн дундаж эквивалент тунг 49-р асуудалд өгсөн хүснэгтэд үзүүлэв. Энэ төрлийн үзлэгийн үед өвчтөн хүлээн авсан үр дүнтэй эквивалент тунг тодорхойл.

37 Хүний бие нэг удаад 3х10 -13 кг изотоп хүлээн авсны аравны нэг нь бамбай булчирхай руу дамждаг. Бамбай булчирхайн масс 25 г, задралд шингэсэн энерги 0.25 МэВ/ задрал, хагас задралын хугацаа 5.25 хоног байна. Дараагийн 8 хоногт бамбай булчирхайд үзүүлэх цацрагийн тунтай тэнцэх хэмжээг тодорхойлно.

38 Хүний бие нэг удаад 3х10 -15 кг изотоп хүлээн авсан
үүний аравны нэг хэсэг нь бамбай булчирхай руу дамждаг. Бамбай булчирхайн масс 20 гр, задралд шингэсэн энерги 0.25 МэВ/ задрал, хагас задралын хугацаа 29 жил. Дараагийн 15 хоногт бамбай булчирхайд үзүүлэх цацрагийн тэнцүү тунг тодорхойлно.

39 Ажлын байран дахь тунгийн эквивалент хурд нь 10 -10 Св/с байна. Хүн өдөрт 6 цаг ажилладаг. Тусгай хамгаалалтыг бий болгох шаардлагатай юу?

40 Рентген туяаны аппараттай ажилладаг ажилтны шингэсэн цацрагийн дундаж тун нь 7 мкГр/цаг байна. Цацрагийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ 50 мГр/жил байвал ажилтан жилд 200 хоног, өдөрт 6 цаг ажиллах нь аюултай юу?

41 Атомын цахилгаан станцын ослын бүсэд цацраг идэвхт изотопын гамма цацрагийн тунгийн хурд 20 рад/цаг байна. Онцгой байдлын үед цацрагийн зөвшөөрөгдөх тун нь 25 рад байвал хүн энэ бүсэд хэдэн цаг ажиллах вэ?

42 Цезийн бэлдмэлийн идэвхжил нь 15 Cu. Түүний массыг тодорхойл.

43 Хэрэв хагас задралын хугацаа 29.1 жил бол өнгөрсөн хугацаанд (25 жил) Чернобылийн гамшгийн улмаас унасан стронцийн анхны хэмжээний ямар хэсэг нь ялзарсан бэ?

44 Усны гамма цацрагийн хагас сулралтын давхаргын зузааныг тооцоол. шугаман коэффициентсулралт нь 0.047 см -1 .

45 Ойролцоох талбайг бохирдуулсан радионуклидыг тодорхойлохдоо ердийн хувийн импульсийн тоолуур ашигласан. Эхэндээ түүний дундаж үзүүлэлт 390 импульс / мин, 10 хоногийн дараа - 201 импульс / мин байв. Радионуклидын хагас задралын хугацааг тооцоолж, тодорхойлно.

46 Бүртгэлийн үр ашиг 20% -ийн гамма радиометр дээр 357 мл-ийн эзэлхүүнтэй сүүний эзэлхүүний идэвхийг хэмжихэд 100 секундын дотор 650 импульс бүртгэгдсэн. Сүүний эзлэхүүний идэвхжил гэж юу вэ? Хэрэглэхэд тохиромжтой юу?

47 Хүн ам суурьшсан тодорхой бүс нутагт хөрсөн дэх радионуклидийн гамма цацрагийн нөлөөллийн тунгийн хэмжээ 60 мкР/цаг байна. Энд оршин суугчийн хүлээн авсан гадаад гамма цацрагийн эквивалент тунг ол сууриннэг жилийн турш гэрээсээ гадуур байх хугацаандаа авч харьцангуй цагил задгай газар хүний ​​оршихуй 0.2.

48 Хүний биед 5х10 -13 кг радионуклид иод-131-ийн нэг удаагийн тунг 10 хоногийн хугацаанд хүний ​​бамбай булчирхайтай тэнцэх тунг тодорхойл. Бамбай булчирхайн массыг 25 г, задралд шингэсэн энерги 0.19 МэВ/задаргаа, хагас задралын хугацаа 8.04 хоног байна. Бие махбодид орж буй иод-131-ийн 0.35 нь бамбай булчирхайд ордог гэж үзье. булчирхай.

49 Доорх хүснэгтэд рентген шинжилгээ хийх үед өвчтөний эрхтэн, эд эсэд үзүүлэх цацрагийн дундаж тунг үзүүлэв. цээж. Шалгалтын явцад өвчтөн хүлээн авсан үр дүнтэй эквивалент тунг тодорхойлно.

50 Хэрэв ионжуулагч цацрагийн эх үүсвэрээс ажилчдын ажлын байран дахь тунтай тэнцэх хэмжээ байвал тусгай хамгаалалт шаардлагатай юу? Sv/s? Цацрагийн тунг жилийн туршид жигд хуваарилдаг. Жилийн туршид 2800 цаг ажилладаг.

51 Газрын гаралтай байгалийн радионуклид. Кали-40 ба радонтой хүний ​​хордлого.

52 Ионжуулагч цацрагийн хиймэл эх үүсвэр. Цацрагийн суурь.

53 Хүний эрхтэн, тогтолцооны цацрагт мэдрэмтгий байдал, цацраг туяанд үзүүлэх хариу урвал.

54 Дотоод болон гадаад цацраг, түүнээс хамгаалах арга. Ургамал, амьтны аймгийн цацрагийг эсэргүүцэх чадвар.

55 Радионуклидын босоо болон хэвтээ шилжилтийн онцлог.

56 Амьтны гаралтай хүнсний бүтээгдэхүүн дэх цацраг идэвхт бодисын агууламжийг бууруулах арга зам

57 Ургамлын гаралтай хүнсний бүтээгдэхүүн дэх цацраг идэвхт бодисын агууламжийг бууруулах арга.

58 нутаг дэвсгэр, объект, тоног төхөөрөмж, хүнсний бүтээгдэхүүнийг халдваргүйжүүлэх.

59 Бие махбодоос цацраг идэвхт бодисыг байгалийн болон түргэвчилсэн аргаар зайлуулах. Биологийн хагас задралын хугацаа.

60. Нутаг дэвсгэрийн цацраг идэвхт бохирдолтой нөхцөлд хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэл эрхлэх, амьдрах үед ариун цэврийн болон эрүүл ахуйн арга хэмжээ авах.

Удирддаг төхөөрөмж гинжин урвалцөмийн задралыг цөмийн реактор гэж нэрлэдэг. Уран, плутони (хиймэл аргаар үйлдвэрлэсэн) нь задрах бодис (цөмийн түлш) болгон ашигладаг. цацраг идэвхт элемент-тай серийн дугаар ).

Цөмийн реакторуудыг эрчим хүч үйлдвэрлэх, хиймэл цацраг идэвхт изотопуудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг (үүнд трансуран элементүүд, өөрөөр хэлбэл ) В-тэй элементүүд нь хүчирхэг нейтрон цацрагийн эх үүсвэр болдог. Эдгээр програмуудыг авч үзье.

1. Эрчим хүч олж авах. Уран дахь задралын хэсгүүд нь маш богино замаар (-ээс бага) удааширдаг. Үүнээс болж реактороос ялгарах бараг бүх энерги нь ураны масс дахь дулаан болон ялгардаг. Энэ дулааныг жишээлбэл, ураныг угааж буй шингэнийг халааж, ууршуулж, турбин эсвэл бусад дулааны хөдөлгүүрээр дамжуулан механик болгон хувиргаж, дараа нь халаахад ашиглаж болно. цахилгаан эрчим хүч(Зураг 409). Дэлхийд анхдагч атомын цахилгаан станц, энэ зарчимд тулгуурлан 1954 онд ЗХУ-д хэрэгжиж эхэлсэн. (Зураг 410). Энэхүү цахилгаан станцын реакторын зургийг Зураг дээр үзүүлэв. 411. Гол хэсэгРеактор нь графит зохицуулагчинд байрлуулсан уран бүхий "түлш" элементүүдээс бүрдэнэ. "Түлш" элементүүд нь бие биендээ суулгасан хоёр нимгэн ханатай зэвэрдэггүй ган хоолой юм. Уран нь хоолойн хоорондох хөндийд битүүмжлэгдсэн байдаг ба дотоод хөндий нь усны урсгалын суваг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь реакторыг ажиллуулах явцад уранд ялгарах дулааныг зайлуулдаг. Герметик битүүмжилсэн уран нь химийн тогтворгүй байдал, түүнчлэн задралын бүтээгдэхүүн хэлбэрээр үүссэн хортой цацраг идэвхт хий алдагдахаас урьдчилан сэргийлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Гинжин урвалын хөгжлийг хөнгөвчлөхийн тулд "түлш" элементүүдийг амархан задрах изотопоор зохиомлоор баяжуулсан уранаас (баяжуулсан уран нь байгалийн уранд 0.7% -ийг агуулдаг) хийдэг.

Цагаан будаа. 409. Схемийн диаграматомын цахилгаан станц. Реакторын ураны савааг хөргөлтийн бодисоор (хий, хөндий эсвэл хайлсан металл) угаана. саваагаар үүссэн дулааныг авч, дулаан солилцуурт ус руу шилжүүлж, уур үүсгэдэг. Уур нь ердийн цахилгаан станцын нэгэн адил уурын турбин болон түүнд холбогдсон цахилгаан үүсгүүрийг ажиллуулдаг. Ашигласан өөр хувилбарт уур нь шууд реакторт үүсдэг бөгөөд дулаан солилцогч байдаггүй.

Цагаан будаа. 410. Ерөнхий үзэлатомын цахилгаан станц (1954): 1 - реактор. 2 - "шатсан" ураны бариулыг солих кран, 3, 4 - реактороор ус эргэдэг цахилгаан мотор бүхий насос, 5 - дулаан солилцуур, 6 - реакторын удирдлагын өрөө (удирдлагын самбар), 7 - станцын янз бүрийн хэсэгт хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй цацраг идэвхт бодис илэрч байгааг дохиолох багаж бүхий самбар

Ураны реакторын ажиллагаа эрчимтэй цацраг идэвхт бодисоор дагалддаг. Хүмүүсийг хамгаалахын тулд цацраг идэвхт цацрагмөн том тунгаар эрүүл мэндэд хортой нейтроноос реактор нь бетон болон бусад материалаар хийсэн зузаан ханатай хамгаалалтаар хүрээлэгдсэн байдаг (Зураг 411, 412).

Цагаан будаа. 411. ЗХУ-ын анхны атомын цахилгаан станцын реактор: 1 - реакторын графит өрлөг, герметик ган бүрхүүлд хаалттай; тасархай шугамууд нь уран байгаа реакторын цөмийг дүрсэлсэн; бал чулууны үлдсэн хэсэг нь нейтрон тусгал болдог; 2 - дээд хавтан (цутгамал), 3 - ураны саваа байрлуулж, хөргөх ус урсдаг 128 ажлын сувгийн нэг (даралт 100 атм); 4 - нейтрон шингээгч (бор) агуулсан хяналтын бариулыг хөдөлгөх суваг; хяналтын саваа нь реакторын хүчийг зохицуулах, урвалыг зогсооход үйлчилдэг; 5 - реактор дахь урвалын эрчмийг хэмжих иончлолын камер, 6 - нейтроныг хадгалдаг усны хамгаалалт, 7,8 - реакторын усны оролт, гаралт, 9 - дээд хамгаалалтын бүрээс (цутгамал), 10 - бетон хамгаалалт (гол төлөв -цацрагаас)

Цагаан будаа. 412. Дээд хэсэгтаггүй реактор. Хяналтын бариулыг хөдөлгөх моторууд харагдаж байна. Ажлын сувгийг усаар хангах хоолойнуудыг доор харуулав

Эрчим хүчний эх үүсвэрийн хувьд цөмийн реактор нь түлш бага зарцуулдгаараа гайхамшигтай. Дулаан үүсгэх 1г-ийн хэсэг нь хэдэн тонн шатаахтай тэнцэнэ нүүрс. Энэ нь нүүрс, газрын тосны ордуудаас алслагдсан байршилд, түүнчлэн тээврийн хэрэгсэлд - усан онгоцон дээр реакторуудыг ашиглахад онцгой ирээдүйтэй болгодог. шумбагч онгоцууд, онгоцууд. ЗХУ-д хэд хэдэн томоохон атомын дулааны цахилгаан станцууд баригдаж, хэд хэдэн мөс зүсэгч онгоцууд баригдсан. цөмийн хөдөлгүүрүүд, цөмийн шумбагч онгоцууд байдаг.

Цөмийн эрчим хүч бий их ач холбогдолирээдүйн төлөө. Дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээний өнөөгийн өсөлтийн хурдаар хүн төрөлхтөн 50 жилийн дотор нүүрс, газрын тосны хурц хомсдолд орж болзошгүй гэсэн тооцоо бий. Уран ашиглах нь эрчим хүчний нөөцтэй тул нөхцөл байдлыг хэмнэдэг газрын баялагуран нь чулуужсан органик түлшний ордуудын эрчим хүчний нөөцөөс 10-20 дахин их байдаг. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн асуудал гарна эцсийн шийдвэрхэзээ удирдах вэ термоядролын урвал(§228-ыг үзнэ үү).

2. Трансуран элементүүд. Ураныг нейтроноор цацрагаар цацахад изотоп нь болж хувирдаг. Сүүлийнх нь тогтворгүй; задралд өртөж, 93-р элементийн изотопыг үүсгэдэг - нептуниум (). Энэ нь эргээд задралд орж, богино хугацаанд (хагас задралын хугацаа 2.35 хоног) 94-р элементийн изотоп болох плутони () болж хувирдаг. Плутони-239 нь мөн тогтворгүй боловч маш удаан задардаг (хагас задралын хугацаа 24000 жил). Тиймээс энэ нь их хэмжээгээр хуримтлагдаж болно. Уран-235-ын нэгэн адил плутони-239 нь төхөөрөмжид тохиромжтой "цөмийн түлш" юм. цөмийн реакторууд, түүнчлэн атомын бөмбөг. Плутонийг үйлдвэрлэхийн тулд модератор бүхий байгалийн уранаар хийсэн реакторуудыг ашигладаг. Эдгээр реакторуудад нейтронуудын нэлээд хэсэг нь уран-238-д шингэж, эцэст нь плутонийг үүсгэдэг. Уранд хуримтлагдсан плутонийг химийн аргаар ялгаж авч болно. Өөр нэг хиймэл цөмийн түлш бол байгалийн уранд байдаггүй 162 мянган жилийн хагас задралтай ураны изотоп бөгөөд плутонитой адил торийн нейтроны цацрагийн үр дүнд үүсдэг. Ийм аргаар задрахад хэцүү бодисууд болон торийг үнэ цэнэтэй цөмийн түлш болгон боловсруулж болно. Дэлхий дээр тори нь -ээс хэд дахин их байдаг тул энэ боломж маш чухал юм. Нептун ба плутони нь ураны ард үелэх системд байрладаг трансуран элементүүдийн төлөөлөл юм.

Плутонийн дараа 107-р элемент хүртэл хэд хэдэн трансуран элементүүдийг олж авсан. Трансуран элементүүд байгальд олдоогүй: бүгд цацраг идэвхт, дэлхийн геологийн настай харьцуулахад богино настай.

3. Цацраг идэвхт бодис олж авах. Ажиллаж байгаа реакторт задралын урвалын үед үүссэн нейтроны хүчтэй урсгалууд байдаг. Реактор доторх нейтрон бүхий бодисыг цацрагаар цацаж янз бүрийн хиймэл цацраг идэвхт изотопуудыг гаргаж авдаг (харьц. урвал (222.1)). Реактор дахь цацраг идэвхт бодисын өөр нэг эх үүсвэр нь ураны задралын хэсгүүд бөгөөд ихэнх нь тогтворгүй байдаг.

Хиймэл цацраг идэвхт элементүүд нь шинжлэх ухаан, технологийн салбарт олон хэрэглээг олдог. Илүү үнэтэй радиумын оронд β-цацраг ялгаруулдаг бодисыг зузаан металл эд зүйлсийг гэрэлтүүлэх, хорт хавдрыг эмчлэх зэрэгт ашигладаг. Бичил биетний амьд эсийг устгах β-цацрагийн их хэмжээний шинж чанарыг хүнсний бүтээгдэхүүн хадгалахад ашигладаг. Цацраг идэвхт цацраг нь химийн олон чухал урвал явагдахад тусалдаг тул химийн үйлдвэрт ашиглагдаж эхэлж байна. Ялангуяа сонирхолтой нь тэмдэглэгдсэн атомын арга юм. Энэ арга нь химийн болон олон давуу талыг ашигладаг физик шинж чанарцацраг идэвхт изотоп нь ижил элементийн тогтвортой изотопуудаас ялгагдахгүй. Үүний зэрэгцээ цацраг идэвхт изотопыг цацрагаар нь амархан тодорхойлж болно (жишээлбэл, хий ялгаруулах тоолуур ашиглан). Судалгаанд хамрагдаж буй элементэд цацраг идэвхт изотоп нэмж, түүний цацрагийг олж авснаар бид энэ элементийн биед, химийн урвал, металл хайлуулах гэх мэт замыг хянах боломжтой.

Цөмийн энергийн утга учир. Цөмийн энергийг ашиглах аргыг нээснээс хойш хэдэн жил өнгөрчээ хуурай газрын нөхцөл байдал. Энэхүү нээлт аль хэдийн анхны үр дүнгээ өгсөн. эргэлзээгүй цаашдын хөгжилцөмийн энергийг олж авах, ашиглах аргууд нь шинжлэх ухаан, технологи, үйлдвэрлэлд урьд өмнө байгаагүй шинэ боломжуудыг бий болгоно. Эдгээр боломжуудын цар хүрээг энэ үе шатанд бүрэн төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Цөмийн энергийг чөлөөлнө гэдэг нь хүний ​​байгаль дээрх эрх мэдлийг асар их хэмжээгээр өргөжүүлэх гэсэн үг. цөмийн эрчим хүчэнхийн зорилгоор ашиглах болно. Зөвлөлт Холбоот Улс, атомын болон устөрөгчийн бөмбөг, ашиглах гэж тэмцдэг атомын энергизөвхөн энхийн зорилгоор, атомын болон устөрөгчийн зэвсэгболон бусад арга хэрэгсэл үй олноор сүйрэлхүмүүс.

Цөмийн реакторыг бий болгох нь шинжлэх ухааны хамгийн чухал үр жимсүүдийн нэг гэдгийг мөн тэмдэглэе дотоод бүтэцбодисууд. Үл үзэгдэх, биет бус атомууд болон атомын цөмүүдийн цацраг нь бүрэн биет болон харагдахуйц болоход хүргэсэн. практик үр дүн- уранд нуугдсан цөмийн энергийг гаргах, ашиглах. Энэ амжилт нь бидний шинжлэх ухааны санаануудатом ба атомын цөмийн тухай үнэн, өөрөөр хэлбэл байгалийн объектив бодит байдлыг үндсэндээ зөв тусгадаг.

36. Дараахь цөмийн урвалыг бэлгэдлийн хувьд мэдэрдэг: а) хоёр дейтрон хоорондоо мөргөлдсөний үр дүнд хоёр бөөмс үүсдэг бөгөөд үүнээс хөнгөн нь протон; б) ижил, гэхдээ хөнгөн бөөмс - нейтрон (тэмдэг, масс нь нэгтэй тэнцүү, цэнэг нь тэгтэй тэнцүү); в) 7 масстай литийн изотопын цөмтэй протоныг мөргөлдөх, хоёр бөөмс үүсэх; d) шинэ цөм ба протон үүсэхэд хүргэдэг хөнгөн цагааны цөмтэй дейтрон мөргөлдөх.

37. Яагаад - цацраг идэвхт эмээс ялгарах тоосонцор үүсгэж чадахгүй цөмийн урвалуудхүнд элементүүдэд уушгинд хүргэдэг ч гэсэн?

38. Азотыг циклотроноор хурдасгасан бөөмсийн туяагаар 1 цагийн турш цацрагаар цацсан. Цацрагийн гүйдэл тэнцүү бол цөмийн урвал (218.1) цацрагийн 100 000 ширхэгийн нэг бөөмсөөс үүссэн бол үүсэх хэмжээг ол.

39. Дараах цөмийн урвалуудыг бичнэ үү: а) дейтроныг квантаар протон ба нейтрон болгон хуваах; б) нейтроныг квант ялгаруулах протоноор барих; в) хоёр бөөмс үүсэх замаар цөмийг -квантаар хуваах: г) протон ялгаруулж 14 масстай азотын изотопын цөмд нейтрон барих; д) нейтроны ялгаралттай бериллийн цөмийг дейтеронтой мөргөлдөх.

40. боов хурдан нейтронуудзузаан төмөр хавтанг гаталж . Төмрийн цөмтэй мөргөлдөх нейтронуудын радиус нь . Анхаарна уу. Шаардлагатай утга нь цөмөөр бүрхэгдсэн хавтангийн гадаргуугийн хэсэгтэй тэнцүү байна.

41. -д өргөдөл гаргаж байна уян хатан нөлөөбөмбөлгүүдийн энерги ба импульс хадгалагдах хуулиуд, А аму масстай тайван цөмтэй мөргөлдөх үед нейтрон алдах энергийн хувийг тооцоол. Протон, нүүрстөрөгчийн цөм, хар тугалганы цөмтэй мөргөлдсөн нейтроны энергийн хамгийн их алдагдлыг тооцоол.

42. Протонтой мөргөлдөх үед нейтрон нь мөргөлдөөний шинж чанараас хамааран эрчим хүчнийхээ нэг буюу өөр хувийг алддаг (толгой, хажуу тийш). Дунджаар тайван байдалд байгаа протонтой нэг мөргөлдсөний үр дүнд нейтроны энерги хоёр дахин багасдаг. Хай дундаж эрчим хүчпротонтой мөргөлдсөний дараа нейтрон.

43. Нейтроны энергийг багасгахад шаардагдах протонтой мөргөлдөх дундаж тоог ол (Дасгал 42-ыг үз).

44. Гурван ижил мөнгөн ялтсуудыг ижил нөхцөлд нейтроноор цацрагаар цацсан боловч цацрагийн үргэлжлэх хугацаа өөр байсан: , , . Хагас задралын хугацаа нь 2.3 минутын үйл ажиллагааны хэмжилтээс харахад хоёр дахь хавтангийн идэвхжил нь эхнийхээс хэд дахин их, гурав дахь хавтангийн идэвхжил нь хоёр дахь хавтангийн идэвхжилтэй тэнцүү байна. Энэ үр дүнг тайлбарла.

45. Хатуу хавтангаар хуваасан үүлний камерт хавтанг хөндлөн огтолсон бөөмийн ул мөр ажиглагдсан (Зураг 413). Бөөм аль чиглэлд хөдөлж байна вэ? Хэрэв соронзон орны шугамууд бидэн рүү чиглэсэн байвал түүний цэнэгийн шинж тэмдэг юу вэ?

Цагаан будаа. 413. Дасгал хийх 45. Үүлний камер дахь цэнэгтэй бөөмийн ул мөр. Бөөмийн хөндлөн огтлолцсон хавтан P. Камерыг соронзон орон дээр байрлуулсан бөгөөд түүний шугамууд нь бидэн рүү чиглэв.

46. Тогтвортой цөмийг бөөмсөөр бөмбөгдсөний улмаас үүссэн цацраг идэвхт бодис яагаад электрон задралд ордог вэ? анхны хариу үйлдэлпротон ялгарч, эхний урвалд нейтрон ялгарвал позитрон задрах уу?

47. Бериллий ба нүүрстөрөгчийн цөмийг хуваахад шаардагдах хамгийн бага энергийг тодорхойлох.

Урвалд оролцох бөөмсийн массыг p дээрх хүснэгтээс үзнэ үү. 560.

48. Энергитэй бөөмс ялгаруулж байгаа цөм нь цөм болж хувирдаг. Атомын масс 238.1249 аму бол атомын массыг тодорхойл. Атомын массыг p дээр өгөв. 560.

49. Атом эсвэл молекулын массыг хэмжих хамгийн сайн нарийвчлал нь амугийн саяны нэг юм. (0.000001 аму). Эдгээр нөхцөлд Эйнштейний хуулийг ашиглан эрчим хүчний ялгаралтыг тооцоолох боломжтой юу химийн урвалурвалд оролцож буй хэсгүүдийн массын хэмжсэн утгууд дээр үндэслэсэн (химийн урвалын үед ялгарах энерги нь -ээс хэтрэхгүй)?

50. Хэрэв тэдгээрийн аль нэг нь байвал ямар бөөмс - позитрон эсвэл электрон - хуваагдлын хэсгүүдийг ялгаруулах вэ? (Байгалийн бари нь 130-138 аму масстай изотопуудаас, байгалийн криптон нь 78-86 аму масстай изотопуудаас бүрддэг)

51. Өдөрт 1г хуваагддаг реакторын хүчийг ол. Бүрэн сонголтНэг цөмийн задралын үеийн энергийг .

52. Кинетик энергихуваагдлын хэсгүүд нь ; задралын нейтроны энерги - ; эрчим хүч - цацраг - .

Зохицуулагч ба ураны нимгэн саваа зэргээс бүрдсэн реакторт ялгарах энергийн ойролцоогоор хэдэн хувь нь уранд, харин зохицуулагчд ямар хувь нь ялгардаг вэ?

53. Ямар тохиолдолд реактор дахь ураны эгзэгтэй масс бага байна: реактор нь агаараар хиллэдэг эсвэл нейтроныг сул шингээдэг нягт бодисоор хүрээлэгдсэн үед уу?

54. Реактор дахь ураны задралын явцад ялгардаг хоёрдогч нейтронуудын нэг хэсэг нь шинэ хуваагдал үүсгэхгүйгээр үхдэг (реакторын гадна нисдэг эсвэл реакторын материалын цөмд баригддаг), нөгөө хэсэг нь ураны цөмийн шинэ хуваагдлыг үүсгэдэг. Нэг ураны цөмийн задралын үед ялгарах хоёрдогч нейтроноос үүссэн шинэ задралын тоог реакторын үржүүлэх коэффициент () гэнэ. Үржүүлэх хүчин зүйл нь нейтроны нэг үеийн амьдралын туршид хуваагдлын тоо хэд дахин нэмэгдэж байгааг харуулдаг. Мягмар хүртэл.

57. Дамжуулах хоолойгоор бензинийг шахаж, дараа нь газрын тосыг шахдаг. Дамжуулах хоолойн өгөгдсөн хэсгээр бензин-тосны интерфейс өнгөрөх мөчийг тодорхойлох аргыг санал болго. Дамжуулах хоолойноос дээж авч болохгүй

Та атом болон атомын цөмийг мэддэг үү? // Квант. - 1993. - No 9. - P. 48-49.

"Квант" сэтгүүлийн редакцийн зөвлөл, редакторуудтай тусгай тохиролцоогоор

Эдгээр анхны тоосонцор нь ... харьцуулашгүй хатуу юм
бүх төрлийн зүйл хатуу, тэдгээрээс бүрдэх нь илүү хэцүү,
Тэд хэзээ ч хуучирдаггүй, хэсэг хэсгээрээ хуваагддаггүй.
I. Ньютон

Буцах... авах боломжгүй... үүнээс бусад тохиолдолд
атомын массын ихэнх хэсэг нь төвлөрдөг жижиг цөм. Тэр үед би
цэнэг зөөвөрлөж буй жижиг хүнд төвтэй атомын тухай санаа гарч ирэв.
Э.Рутерфорд

Бодисын атомын бүтцийн тухай санаа нь хүний ​​эргэн тойрон дахь ертөнцийг ямар нэгэн байдлаар эмх цэгцтэй байлгах гэсэн удаан хугацааны хүсэл эрмэлзлээс үүдэлтэй гэдэгт итгэх нь зөв байх. Бүх бие махбодийг бүрдүүлдэг мөнхийн бөгөөд өөрчлөгдөшгүй материйн эрэл эрт дээр үеэс эхэлж, олон зууны турш үргэлжилж, одоо ч зогсохгүй байна. Одоогоор тодорхой хариулт алга, гэхдээ энэ замд ямар нээлтүүд олдсон бэ! Нарийн төвөгтэй бүтэцатом, түүний цөм нь эргээд нийлмэл болж хувирсан бөгөөд ийм бөөмсөөс цөмөөс гадуур удаан хугацаагаар оршин тогтнох чадваргүй байдаг. Цацраг идэвхит, бөөмсийн харилцан хувирах чадвар, гинжин болон термоядролын урвал...

Зарим сүүлийн хэдэн арван жилматерийн бүтцийн талаарх эрдэмтдийн үзэл бодлыг үндсээр нь өөрчилж, олон шинэ асуудал дэвшүүлсэн нээлтүүдийн урсгалаар тэмдэглэгдсэн. Үндсэндээ өөрчлөгдсөн физик туршилтҮүнийг хэрэгжүүлэхэд олон зуун, олон мянган хүний ​​хүчин чармайлт шаардагддаг. Ер бусын олон янз болж хувирав практик хэрэглээатомын болон цөмийн физикийн аргууд.

Өнөөгийн "Калейдоскоп"-ын жижиг мозайк нь зөвхөн контурыг дүрсэлсэн байдаг асар том ертөнц, дотор нуугдсан хамгийн жижиг хэсгүүдасуудал.

Асуулт, даалгавар

1. Хэрэв электрон нь эрчим хүчний гурав дахь түвшинд байвал устөрөгчийн атом хэдэн квант өөр энерги ялгаруулж чадах вэ?
2. Хэрхэн орох вэ электрон бүрхүүлатом боломжит энергийг багасгах хандлагатай байдаг уу?
3. Устөрөгчийн атомын цөмийг тойрсон электрон эргэлтийн давтамж ба түүний цацрагийн давтамжийн хооронд ямар нэг холбоо байдаг уу?
4. Борын атомуудыг \(_(5)^(11)B\) хурдан протоноор бөмбөгдсөнөөр бид үүлний камерт чиглүүлсэн бөөмийн бараг ижил гурван мөрийг олж авсан. өөр өөр талууд. Эдгээр нь ямар хэсгүүд вэ?
5. Яагаад бүх төрлийн цацраг идэвхит өөрчлөлтүүд дагалддаггүй юм бэ? химийн шинж чанарбодисууд?
6. Ямар тохиолдолд цацраг идэвхт эмийн идэвхийг тогтмол гэж үзэж болох вэ?
7. Нэг цацраг идэвхт элементийн цөмийн гурван хагас задралын хугацаа эсвэл хоёр дундаж наслалт гэж юу вэ?
8. Альфа тоосонцор ялгардаг цацраг идэвхт бодис, зөвхөн байж болно дискрет утгуудэрчим хүч. Үүнээс ямар дүгнэлт хийж болох вэ? боломжит утгуудатомын цөмийн энерги?
9. Альфа тоосонцор яагаад ялгардаг вэ? цацраг идэвхт эм, хүнд элементүүдэд цөмийн урвал үүсгэж болохгүй гэж үү?
10. Яагаад альфа задралын үед ижил цөмүүдальфа бөөмсийн энерги ижил, ижил цөмийн бета задралын үед энерги бета тоосонцорөөр?
11. Зураг дээр азотын цөмийг альфа бөөмс ялгаруулж нейтроноор задлах агшинд үүлний камерт авсан гэрэл зургийг үзүүлэв. Гэрэл зураг дээр харагдах нимгэн, зузаан замууд юунд хамаарах вэ?
12. Хэрэв нуклонууд бие биенээ татах чадвартай бол яагаад бүх цөмүүд нэг аварга том цөмд нэгдээгүй байна вэ?
13. Үелэх системийн дунд ба төгсгөлд байрлаж буй бодисыг яагаад нейтрон зохицуулагч болгон ашигладаггүй вэ?
14. Атомын цөмийн үлдсэн масс нь түүний үүссэн нуклонуудын үлдсэн массын нийлбэрээс үргэлж бага байдаг. Үүний үндсэн дээр бөөм үүсэх үед массыг хадгалах хууль зөрчигдөж байна гэж үзэх боломжтой юу?

Бичил туршлага

Жишээлбэл, хийн шарагч, төмөр хадаас дээр "цагаан цэг" хүртэл халаана. Та яг ийм аргаар шилийг халааж чадах болов уу?

Сонирхолтой нь...

Милетийн Фалес, өвөг дээдэс эртний философиШинжлэх ухаан нь олон янзын үзэгдэл, юмсыг нэг элемент болох ус болгон өргөжүүлсэн. Яг л Милезийн сургуулийн төлөөлөгч Анаксимен агаарыг бүх юмс үүсэх, нягтрах, ховордохоос эхлээд бүх зүйлийн гарал үүсэл гэж үздэг. Фалесийн үе үеийн Эфесийн Гераклит галыг илүүд үздэг байсан бөгөөд энэ нь бас сүнс, оюун ухаан юм.

Рутерфордын туршилтаар нэрлэгдсэн атомын гаригийн загварыг 1901 онд онолын хувьд боловсруулжээ. Францын физикчПеррин, алдартай туршилтын судалгаа Брауны хөдөлгөөн. Перриний нийтлэлийг "Атомын цөмийн гаригийн бүтэц" гэж нэрлэсэн.

1815 онд Эдинбургийн эмч Уильям Проут бүгд ийм таамаглал дэвшүүлжээ химийн элементүүдустөрөгчийн атомуудаас бүрддэг. Мөн 1911 онд Рутерфорд атомын цөм нь альфа бөөмсөөс бүрддэг гэсэн таамаглалыг эсэргүүцэж чадаагүй юм.

Рутерфорд цөмийн цэнэгийн хэмжээ нь элементийн атомын жинтэй пропорциональ гэж үздэг. Цэнэг дэх элементийн тоотой пропорциональ байдлын талаархи зөв санаа үечилсэн хүснэгтГолландын сонирхогч физикч Ван дер Брукийн дэвшүүлсэн. Рутерфорд үүнд эргэлзэж байсан: "... Хангалттай үндэслэлгүй хөгжилтэй таамаглал."

Хэрэв Энрико Ферми туршилтынхаа үр дүнг бүрэн тайлбарлаж чадсан бол хиймэл цацраг идэвхт байдалХэрэв нейтроноос үүдэлтэй байсан бол дэлхий нийт 1934 онд бий болгох боломжийн талаар аль хэдийн мэдсэн байх байсан. атомын бөмбөг. Тэр үед цөмийн урвалыг практик зорилгоор ашиглахыг эрс үгүйсгэж байсан Рутерфорд амьд хэвээр байв.

Цөмийн физикийн аргуудыг шүүх эмнэлгийн шинжлэх ухаанд амжилттай ашиглаж байгаа нь 10-10 граммаас бага жинтэй бодисыг судлах, жишээлбэл, үснийх нь өчүүхэн үлдэгдэлээр хүмүүсийг таних боломжтой болгодог.

Луноходыг сарны гадаргуу дээр олон сар ажиллуулахдаа дотоод халаалтанд зориулж цацраг идэвхт бодис агуулсан битүүмжилсэн ампулуудаас бүрдсэн дулааны нэгж суурилуулсан.

Эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүсийн байгалийн цацраг идэвхт байдал нь өөр өөр байдаг - тэдний биед кали-40 цацраг идэвхт изотопын агууламж өөр өөр байдаг.

Атом ба цөмийн тухай Квантаас юу унших вэ

(сүүлийн жилүүдийн хэвлэлүүд)

1. “Цөмийн дусал загвар” - 1986, №5, х. 23;
2. “Атомын физикийн асуудалд” - 1986, No12, х. 43;
3. “Цөмийн спектр” - 1987, №3, х. 42;
4. “Супер сунасан бөөм” - 1988, No11-12, х. 32;
5. “Альфа бөөмс ба Рутерфордын туршилтууд” - 1989, №3, х. 49;
6. "Нейтронууд алуурчныг хайж байна" - 1989, №5, х. 44;
7. “Ширээний цаана” - 1991, №1, х. 38;
8. "Алга болсон "элементүүд" - 1991, №5, х. 43;
9. "Луйварчдын эсрэг физик" - 1991, №8, х. 7;
10. “Нейтрон ба цөмийн энерги” - 1992, No8, х. 2.

Хариултууд

1. Өдөөгдсөн атомаас фотон ялгарах үед боломжит энергиатом буурдаг.
2. Альфа бөөмс: \(_(5)^(11)B + _(1)^(1)p = 3_(2)^(4)He\)
3. Бодисын химийн шинж чанар нь цөмийн цэнэгээр тодорхойлогддог. Гэхдээ жишээлбэл, гамма цацрагийн үед цөмийн цэнэг өөрчлөгддөггүй.
4. Ажиглалтын хугацаа нь эмийн хагас задралын хугацаатай харьцуулахад богино байх үед.
5. Гурван хагас задралын хугацаа.
6. Цөмийн энерги нь зөвхөн салангид утгыг авч болно.
7. Бөөмийн энерги нь хүнд элементийн цөмийн түлхэлтийн хүчийг даван туулахад хангалтгүй юм.
8. Бета задралын үед электронуудаас гадна нейтрино ялгардаг бөгөөд энэ нь энергийн нэг хэсгийг авч явдаг бөгөөд энэ энерги нь маш өргөн хязгаарт өөрчлөгдөж болно.
9. бүхий бөөмс их хэмжээний төлбөрилүү зузаантай ул мөр үлдээх. Манай тохиолдолд нимгэн ул мөр нь альфа бөөмөөр, зузаан ул мөр нь урвалын явцад олж авсан борын цөмөөр үүсдэг.
10. Эхний трансуран элементүүд аль хэдийн ажиллаж эхэлсэн Кулоны хүчпротоны түлхэлт нь цөмийн тогтворгүй байдалд хүргэдэг.
11. Нейтрон нь атомтай мөргөлдөхөд сүүлийнх рүү илүү их энерги шилжих тусам түүний масс багасна.
12. Үгүй ээ, чи чадахгүй. Алга болсон массыг цөм үүсэх үед ялгарах γ-квантаар зөөвөрлөнө.

Бичил туршлага

Металлуудад валентын электронуудамархан шингэж, сэтгэл догдолсон байдалд орно дулааны энерги, мөн адил амархан хэвийн байдалдаа эргэн орж, гэрэл хэлбэрээр энерги ялгаруулдаг. Шилэн дотор бүх электронууд атомын цөмтэй нягт холбоотой байдаг маш их бэрхшээлтэйтэдгээрийг өөрчлөх эрчим хүчний төлөв. Шилэн дотор мэдэгдэхүйц гэрэлтэхийн тулд илүү өндөр температур шаардлагатай.

А.Леоновичийн бэлтгэсэн материал