Земята и нейната атмосфера са постоянно изложени на радиоактивно бомбардиране от потоци елементарни частици от междузвездното пространство. Прониквайки в горните слоеве на атмосферата, частиците разделят атомите там, освобождавайки протони и неутрони, както и по-големи атомни структури. Азотните атоми във въздуха абсорбират неутрони и освобождават протони. Тези атоми имат, както и преди, маса 14, но имат по-малко положителен заряд; сега зарядът им е шест. Така първоначалният азотен атом се превръща в радиоактивен изотоп на въглерода:

където n, N, C и p означават съответно неутрон, азот, въглерод и протон.

Образуването на радиоактивни въглеродни нуклиди от атмосферния азот под въздействието на космическите лъчи става със средна скорост от прибл. 2,4 at./s за всеки квадратен сантиметър от земната повърхност. Промените в слънчевата активност могат да причинят известни колебания в тази стойност.

Тъй като въглерод-14 е радиоактивен, той е нестабилен и постепенно се превръща в атомите азот-14, от които е образуван; в процеса на такава трансформация той освобождава електрон - отрицателна частица, което прави възможно записването на самия процес.

Образуването на радиовъглеродни атоми под въздействието на космическите лъчи обикновено се случва в горните слоеве на атмосферата на височини от 8 до 18 km. Подобно на обикновения въглерод, радиовъглеродът се окислява във въздуха, за да образува радиоактивен диоксид (въглероден диоксид). Под въздействието на вятъра атмосферата непрекъснато се смесва и в крайна сметка радиоактивният въглероден диоксид, образуван под въздействието на космическите лъчи, се разпределя равномерно в атмосферния въглероден диоксид. Въпреки това, относителното съдържание на радиовъглерод 14 C в атмосферата остава изключително ниско - ок. 1,2´10–12 g на грам обикновен въглерод 12 C.

Радиовъглерод в живите организми.

Всички растителни и животински тъкани съдържат въглерод. Растенията го получават от атмосферата и тъй като животните ядат растения, въглеродният диоксид също навлиза в телата им непряко. По този начин космическите лъчи са източник на радиоактивност за всички живи организми.

Смъртта лишава живата материя от способността да абсорбира радиовъглерод. В мъртвите органични тъкани настъпват вътрешни промени, включително разпадане на радиовъглеродни атоми. По време на този процес, за 5730 години, половината от първоначалния брой нуклиди 14 C се превръща в атоми 14 N. Този интервал от време се нарича период на полуразпад на 14 C. След друг период на полуразпад съдържанието на нуклиди 14 C е само 1/4 от първоначалния им брой, след следващия период полуживот – 1/8 и т.н. В резултат съдържанието на изотопа 14 C в пробата може да се сравни с кривата на радиоактивния разпад и по този начин да се установи периодът от време, изминал от смъртта на организма (изключването му от въглеродния цикъл). Въпреки това, за такова определяне на абсолютната възраст на проба, е необходимо да се приеме, че първоначалното съдържание на 14 C в организмите през последните 50 000 години (ресурс за радиовъглеродно датиране) не е претърпяло промени. Всъщност образуването на 14 С под въздействието на космическите лъчи и усвояването му от организмите се промени донякъде. В резултат на това измерването на съдържанието на изотоп 14 C в проба осигурява само приблизителна дата. За да се отчетат ефектите от промените в първоначалното съдържание на 14 C, могат да се използват дендрохронологични данни за съдържанието на 14 C в дървесните пръстени.

Радиовъглеродният метод за датиране е предложен от W. Libby (1950). До 1960 г. радиовъглеродното датиране е получило широко признание, радиовъглеродни лаборатории са създадени по целия свят и Либи е удостоена с Нобелова награда за химия.

Метод.

Пробата, предназначена за радиовъглеродно датиране, трябва да се вземе с абсолютно чисти инструменти и да се съхранява на сухо в стерилна найлонова торбичка. Необходима е точна информация за местоположението и условията на подбор.

Идеалната проба от дърво, въглен или плат трябва да тежи приблизително 30 г. За черупките е желателно тегло от 50 г, а за костите - 500 г (най-новите техники обаче дават възможност да се определи възрастта от много по-малки проби) . Всяка проба трябва да бъде старателно почистена от по-стари и по-млади замърсители, съдържащи въглерод, например от корените на по-късно растящи растения или от фрагменти от древни карбонатни скали. Предварителното почистване на пробата е последвано от химическа обработка в лабораторията. Използва се киселинен или алкален разтвор за отстраняване на чужди въглерод-съдържащи минерали и разтворими органични вещества, които може да са проникнали в пробата. След това органичните проби се изгарят и черупките се разтварят в киселина. И двете процедури водят до освобождаване на газ въглероден диоксид. Той съдържа целия въглерод в пречистената проба и понякога се превръща в друго вещество, подходящо за радиовъглеродно датиране.

Традиционният метод изисква много по-малко обемисто оборудване. Първо се използва брояч, който определя състава на газа и по принцип е подобен на брояча на Гайгер. Броячът се пълни с въглероден диоксид или друг газ (метан или ацетилен), получен от пробата. Всеки радиоактивен разпад, възникващ вътре в устройството, произвежда слаб електрически импулс. Енергията на фоновата радиация на околната среда обикновено варира в широки граници, за разлика от радиацията, причинена от разпадането на 14 C, чиято енергия обикновено е близо до долната граница на фоновия спектър. Много нежеланото съотношение на фоновите стойности към данните за 14 C може да се подобри чрез изолиране на брояча от външна радиация. За тази цел плотът се покрива с екрани от желязо или високочисто олово с дебелина няколко сантиметра. В допълнение, стените на самия брояч са екранирани от броячи на Гайгер, разположени близо един до друг, които, забавяйки цялото космическо излъчване, деактивират самия брояч, съдържащ пробата, за около 0,0001 секунди. Методът за скрининг намалява фоновия сигнал до няколко разпада на минута (дървесна проба от 3 g, датираща от 18-ти век, дава ~40 разпада на 14 C на минута), което прави възможно датирането на сравнително древни проби.

От около 1965 г. методът на течна сцинтилация е широко разпространен в датирането. Той превръща въглеродния газ, произведен от пробата, в течност, която може да се съхранява и изследва в малък стъклен съд. Към течността се добавя специално вещество - сцинтилатор - който се зарежда с енергията на електроните, освободени при разпадането на радионуклидите 14 C. Сцинтилаторът почти веднага излъчва натрупаната енергия под формата на проблясъци от светлинни вълни. Светлината може да бъде уловена с помощта на фотоумножителна тръба. Сцинтилационният брояч съдържа две такива тръби. Фалшивият сигнал може да бъде идентифициран и елиминиран, тъй като се изпраща само от една слушалка. Съвременните сцинтилационни броячи имат много ниско, почти нулево фоново лъчение, което позволява много точно датиране на проби на възраст до 50 000 години.

Сцинтилационният метод изисква внимателна подготовка на пробата, тъй като въглеродът трябва да се превърне в бензен. Процесът започва с реакция между въглероден диоксид и разтопен литий за образуване на литиев карбид. Водата се добавя малко по малко към карбида и той се разтваря, освобождавайки ацетилен. Този газ, съдържащ целия въглерод в пробата, се превръща под въздействието на катализатор в прозрачна течност - бензен. Следната верига от химични формули показва как въглеродът се прехвърля от едно съединение в друго в този процес:

Всички определения на възрастта, получени от лабораторни измервания на 14 C, се наричат ​​радиовъглеродни дати. Те са дадени в броя на годините преди днешния ден (BP), като за отправна точка е взета кръглата съвременна дата (1950 или 2000). Радиовъглеродните дати винаги се дават с указание за възможна статистическа грешка (например 1760 ± 40 BP).

Приложение.

Обикновено се използват няколко метода за определяне на възрастта на дадено събитие, особено ако то е сравнително скорошно събитие. Възрастта на голяма, добре запазена проба може да се определи с точност до десет години, но повторният анализ на пробата изисква няколко дни. Обикновено резултатът се получава с точност до 1% от определената възраст.

Значението на радиовъглеродното датиране нараства особено при липсата на исторически данни. В Европа, Африка и Азия най-ранните следи от първобитния човек се простират отвъд времевите граници на радиовъглеродното датиране, т.е. се оказват на повече от 50 000 години. Въпреки това, началните етапи на организацията на обществото и първите постоянни селища, както и появата на древни градове и държави, попадат в обхвата на радиовъглеродното датиране.

Радиовъглеродното датиране е особено успешно при разработването на времева линия за много древни култури. Благодарение на това вече е възможно да се сравни ходът на развитие на културите и обществата и да се установи кои групи от хора първи са усвоили определени инструменти, създали нов тип селище или проправили нов търговски път.

Определянето на възрастта с радиоактивен въглерод стана универсално. След образуването си в горните слоеве на атмосферата, 14 С радионуклидите проникват в различни среди. Въздушните течения и турбуленцията в ниските слоеве на атмосферата осигуряват глобалното разпространение на радиовъглерод. Преминавайки във въздушни течения над океана, 14 C първо навлиза в повърхностния слой на водата, а след това прониква в дълбоките слоеве. Над континентите дъждът и снегът носят 14 C на земната повърхност, където постепенно се натрупват в реки и езера, както и в ледници, където могат да се задържат хиляди години. Изследването на концентрациите на радиоактивен въглерод в тези среди допълва познанията ни за водния цикъл в световните океани и климата от минали епохи, включително последната ледникова епоха. Радиовъглеродното датиране на останките от дървета, повалени от напредващия ледник, показа, че последният студен период на Земята е приключил преди приблизително 11 000 години.

Растенията годишно абсорбират въглероден диоксид от атмосферата по време на вегетационния период, а изотопите 12 C, 13 C и 14 C присъстват в растителните клетки в приблизително същото съотношение, както присъстват в атмосферата. Атомите 12 C и 13 C се съдържат в атмосферата в почти постоянни пропорции, но количеството на изотопа 14 C варира в зависимост от интензивността на неговото образуване. Слоевете на годишния растеж, наречени дървесни пръстени, отразяват тези разлики. Непрекъснатата последователност от годишни кръгове на едно дърво може да обхваща 500 години при дъба и повече от 2000 години при секвоята и шишарения бор. В сухите планински райони на северозападните щати и в торфените блата на Ирландия и Германия бяха открити хоризонти със стволове на мъртви дървета от различна възраст. Тези открития ни позволяват да комбинираме информация за колебанията в концентрацията на 14 C в атмосферата за почти 10 000 години. Правилното определяне на възрастта на пробите по време на лабораторни изследвания зависи от познаването на концентрацията на 14 С по време на живота на организма. За последните 10 000 години такива данни са събирани и обикновено се представят под формата на калибровъчна крива, показваща разликата между нивото на атмосферните 14 C през 1950 г. и в миналото. Несъответствието между радиовъглеродните и калибрираните дати не надвишава ±150 години за интервала между 1950 г. сл. Хр. и 500 г. пр.н.е За по-древни времена това несъответствие се увеличава и с радиовъглеродна възраст от 6000 години достига 800 години. Вижте същоАРХЕОЛОГИЯ

Радиоактивният разпад е случайно събитие в „живота“ на атома, може да се каже инцидент. Нека се опитаме, въз основа на това много общо съображение, да изведем закон, според който концентрацията на радиоактивните атоми трябва да се променя с времето.

Нека в някакъв момент от времето Tконцентрацията на радиоактивния изотоп е равна на П(T), а след кратко време Д Tстанаха равни П(T+D T). Ясно е, че през времето D Tразпадна П(T) – П(T+D T) атоми.

Ако радиоактивният разпад е случаен процес, тогава е съвсем логично да се приеме, че броят на разпаданията във времето D Tще бъде по-голяма, колкото по-голяма е концентрацията на атомите П(T) и колкото по-дълъг е периодът от време D T:

П(T) – П(T+D T) ~ П(T) × D T

П(T) – П(T+D T) = л П(T)Д T, (1)

където l е коефициентът на пропорционалност. Ясно е, че всеки изотоп има свой собствен коефициент: ако изотопът се разпада бързо, тогава коефициентът l е голям, ако се разпада бавно, тогава е малък.

Нека пренапишем равенството (1) във вида:

П(T+D T) – П(T) = –l П(T)Д T. (2)

Сега нека насочим D Tдо нула и имайте предвид, че П(T+D T) – П(T) - Това нарастване на функция n(T) във времето D T, получаваме:

Получихме диференциално уравнение. Ясно е, че ако в началния момент концентрацията на изотопа е равна на П 0, тогава П(0) = = П 0 . Нека „познаем“ решението на уравнение (3):

П(T) = П 0 д–л T. (4)

Нека проверим, като заместим израз (4) в уравнение (3):

л.ч.: ( П 0 д–л T)¢ = П 0 д–л T(–l);

ч.: –л П 0 д–л T.

Очевидно е, че лявата страна е идентично равна на дясната, освен това е изпълнено и началното условие:

П(0) = П 0 д– l × 0 = П 0 д 0 = П 0×1 = П 0 .

И така, получихме закона за разпадането на радиовълните:

П(T) = П 0 д–л T. (25.1)

Величината l се нарича константа на радиоактивен разпад.

Половин живот

Когато се изучава радиоактивното разпадане, вместо константата на разпадане като характеристика на скоростта на процеса, често се използва друга стойност - полуживот.

Половин живот Tе времето, през което половината от първоначалното количество на даден радиоактивен изотоп се разпада. Да намерим връзка между Tи л.

Нека използваме математическия факт, че за всяко число Аравенството е вярно.

Наистина,

вътре e a = авътре д = а×1 = аИ .

След това пренаписваме формула (25.1) във формата

.

Нека въведем нотацията

Ако заместим стойността във формула (25.3) t = T, получаваме

.

Това е времето на полуразпад на даден изотоп.

Трябва да се каже, че периодите на полуразпад на различните изотопи могат да приемат много различни стойности. Например:

92 U 238 (a-разпад): T= 4,5×10 9 години;

94 Pu 239 (a-разпад): T= 24400 години;

89 Ra 236 (a-разпад): T= 1600 години;

91 Ac 233 (b – -разпад): T= 27 дни;

90 Th 233 (b – -разпад): T= 22 мин.

Има изотопи с период на полуразпад от десет хилядни от секундата (някои изотопи на полоний 84 Po).

Задача 25.2.Радиоактивният изотоп на въглерода в старо парче дърво е 0,0416 пъти масата на този изотоп в живите растения. На колко години е това парче дърво? Времето на полуразпад на изотопа е 5570 години.

тогава масата се променя по същия закон като концентрацията

м(T) = м 0 . (1)

Нека изразим от уравнение (1) неизвестното T.

– пита Наталия
Отговорено от Елена Титова, 26.04.2013 г

Наталия пита: „Моля, кажете ми какво ще кажете за радиовъглероден анализ, който датира находките на възраст, много по-стара от библейската възраст на земята?“

Поздрави, Наталия!

Радиометричните методи, включително радиовъглеродното датиране, при определяне на възрастта на археологически и палеонтологични находки имат колосални грешки поради много предположения, които не могат да бъдат проверени. Следователно подобни методи са много съмнителен инструмент в ръцете на изследователите.

Научете повече за радиовъглеродното датиране, което се прилага само за находки, които някога са били живи организми. Методът се основава на следното. В атмосферата радиоактивният въглерод (C-14) се образува от азотни атоми под въздействието на космическата радиация. За разлика от обикновения въглерод (C-12), C-14 е радиоактивен, което означава, че е нестабилен и бавно се разпада до азот. И двете форми на въглерод са включени във въглеродния диоксид (CO2), който навлиза в живите организми чрез фотосинтеза. Съотношението на C-14 и C-12 е приблизително еднакво както в атмосферата, така и в биосферата. След смъртта на организма разлагащият се C-14 вече не се заменя с въглерод от външната среда и неговият дял постепенно намалява. Познавайки съотношението на C-14 и C-12 в момента, същото съотношение в изследваната проба, както и скоростта на разпадане (времето на полуразпад на радиоактивния въглерод, т.е. времето, през което количеството на елементът е наполовина - това е 5730 години), можем да определим възрастта на находките. Смята се, че ако например в изследваната проба това съотношение е наполовина по-малко, отколкото в съвременната, тогава пробата е на около 5730 години, ако е четири пъти по-малко, тогава на 11 460 години и т.н. Теоретично , съвременните методи могат да измерват концентрациите на въглерод-14 в проби не по-стари от 50 хиляди години.

Тук обаче има сериозен проблем. Факт е, че намаляването на дела на радиоактивния въглерод в изследваните проби може да се отдаде изключително на неговия разпад само ако съотношението на C-14 и C-12 е еднакво както за съвременните условия, така и за древната епоха. Ако делът на радиоактивния въглерод в това далечно време е бил по-нисък, тогава е невъзможно да се определи какво е причинило ниското съотношение на C-14 и C-12 в изследваната проба - разпадането на радиоактивния въглерод или, в допълнение, малкия първоначално количество C-14. Следователно изследователите правят следното произволно предположение: съотношението на C-14 към C-12 винаги е било същото и постоянно. Ниското съотношение на C-14 към C-12 в находките се възприема единствено като резултат от разпадането на радиоактивен въглерод. Има основание да се смята, че делът на C-14 всъщност е бил по-нисък в допотопната ера (в атмосферата и биосферата) поради наличието на водна обвивка над атмосферата и по-силно магнитно поле, което екранира космическата радиация. Ясно е, че радиовъглеродният анализ значително надценява възрастта на находките в този случай: в крайна сметка, колкото по-ниско е нивото на въглерод-14 в тях, толкова повече време се смята, че е минало от началото на разпада на елемента.

В допълнение, методът предполага постоянна скорост на разпадане (всъщност не знаем това), както и че C-14 не е влязъл в пробите отвън (ние също не знаем това). Има и други фактори, които влияят върху баланса на двете форми на въглерод, например общото количество въглерод в атмосферата и биосферата намаля след Потопа, защото безбройни количества животни и растения бяха погребани и превърнати във вкаменелости, нефт, въглища, и газ.

Както можете да видите, методът за радиовъглеродно датиране е уравнение с много неизвестни, което прави този анализ неподходящ за изследване. Ще дам примери за неговата „точност“. Методът показа, че току-що убитите тюлени са умрели преди 1300 години; Възрастта на Торинската плащеница, в която е било увито тялото на Христос след разпъването на кръста, датира от 14 век. В същото време фактът за наличието на C-14 във вкаменелости, за които се смята, че са на милиони години, ясно изключва тази възраст, тъй като радиовъглеродът би се разложил отдавна в продължение на милиони години.

Божиите благословии!

Прочетете повече по темата "Създаване":

120. При разпадането на 94 Pu 239 → 92 U 235 + 2 He 4 се отделя енергия, по-голямата част от която е кинетичната енергия на α частиците. 0,09 meV се отнасят от γ-лъчи, излъчвани от ядра на уран. Определете скоростта на α-частиците, m P u =±239,05122 amu, m U =235,04299 amu, m A,=4,00260 amu.

121. По време на процеса на делене ядрото на урана се разпада на две части, чиято обща маса е по-малка от първоначалната маса на ядрото с приблизително 0,2 масата на покой на един протон. Колко енергия се освобождава при делене на едно ураново ядро?

123. Определете броя на урановите атоми 92 U 238, разпаднали се през годината, ако първоначалната маса на урана е 1 kg. Изчислете константата на разпадане на урана.

124. Изчислете броя на радоновите атоми, разпаднали се през първия ден, ако първоначалната маса на радона е 1 г. Изчислете константата на разпадане на урана.

125. В човешкото тяло 0,36 от масата е калий. Радиоактивният изотоп на калия 19 K 40 съставлява 0,012% от общата маса на калия. Каква е активността на калия, ако човекът тежи 75 кг? Неговият полуживот е 1,42 * 10 8 години.

126. На везната лежи 100 g радиоактивно вещество. След колко дни кантар с чувствителност 0,01 g ще покаже липсата на радиоактивно вещество? Полуживотът на веществото е 2 дни.

127. За два дни радиоактивността на радоновия препарат е намаляла 1,45 пъти. Определете времето на полуразпад.

128. Определете броя на радиоактивните ядра в прясно приготвен препарат 53 J 131, ако е известно, че след един ден неговата активност е станала 0,20 Кюри. Полуживотът на йода е 8 дни.

129. Относителният дял на радиоактивния въглерод 6 C 14 в старо парче дърво е 0,0416 от неговия дял в живите растения. На колко години е това парче дърво? Времето на полуразпад на 6 C 14 е 5570 години.

130. Установено е, че в радиоактивен препарат се случват 6,4 * 10 8 ядрени разпадания на минута. Определете активността на това лекарство.

131. Каква част от първоначалния брой ядра 38 Sg 90 остава след 10 и 100 години, разпада се за един ден, за 15 години? Период на полуразпад 28 години

132. Има 26 * 10 6 атома радий. Колко от тях ще претърпят радиоактивен разпад за един ден, ако полуживотът на радия е 1620 години?

133. Капсулата съдържа 0,16 mol от изотопа 94 Pu 238. Неговият полуживот е 2,44*10 4 години. Определете активността на плутония.

134 Има уранов препарат с активност 20,7 * 10 6 дисперсия/s. Определете масата на изотопа 92 U 235 в препарата с период на полуразпад 7,1 * 10 8 години.

135. Как ще се промени активността на лекарството кобалт за 3 години? Време на полуразпад 5,2 години.

136. Оловна капсула съдържа 4,5 * 10 18 атома радий. Определете активността на радия, ако времето му на полуразпад е 1620 години.

137. Колко време отнема 80% от атомите на радиоактивния изотоп на хром 24 Cr 51 да се разпаднат, ако полуживотът му е 27,8 дни?

138. Масата на радиоактивния изотоп натрий 11 Na 25 е 0,248*10 -8 kg. Време на полуразпад 62 s. Каква е първоначалната активност на лекарството и активността му след 10 минути?

139. Колко радиоактивно вещество остава след един или два дни, ако първоначално е имало 0,1 kg? Полуживотът на веществото е 2 дни.

140. Активността на уранов препарат с масово число 238 е 2,5 * 10 4 дисперсия/s, масата на препарата е 1 г. Намерете времето на полуразпад.

141. Каква част от атомите на радиоактивен изотоп
90 Th 234, който има полуживот от 24,1 дни, се разпада -
за 1 секунда, за ден, за месец?

142. Каква част от атомите на радиоактивния изотоп ко-
balta се разпада за 20 дни, ако полуживотът му е
да 72 дни?

143 За колко време препарат с постоянна активност 8,3*10 6 разпад/s разпада 25*10 8 ядра?

144. Намерете активността на 1 µg волфрам 74 W 185 чийто полуживот е 73 дни

145. Колко ядрени разпада на минута се случват в препарат, чиято активност е 1,04 * 10 8 дисперсия/s?

146. Каква част от първоначалното количество радиоактивно вещество остава неразпаднато след 1,5 полуразпада?

147. Каква част от първоначалното количество радиоактивен изотоп се разпада по време на живота на този изотоп?

148. Каква е активността на радона, образуван от 1 g радий за един час? Периодът на полуразпад на радия е 1620 години, на радона е 3,8 дни.

149. Определено радиоактивно лекарство има константа на разпадане 1,44*10 -3 h -1. Колко време отнема 70% от първоначалния брой атоми 7 да се разпаднат?

150. Намерете специфичната активност на изкуствено получения радиоактивен изотоп на стронций 38 Sg 90. Неговият полуживот е 28 години.

151. Може ли силициево ядро ​​да се превърне в ядро?
алуминий, като по този начин изхвърля протон? Защо?

152. По време на бомбардировката на алуминий 13 Al 27 α -
фосфор 15 P 30 се образува от частици. Запишете тази реакция и
изчислете освободената енергия.

153. Когато протон се сблъска с берилиево ядро,
протича ядрената реакция 4 Be 9 + 1 P 1 → 3 Li 6 + α. Намерете енергията на реакцията.

154. Намерете средната енергия на свързване на
на 1 нуклон, в ядра 3 Li 6, 7 N 14.

155. Когато флуорните ядра се бомбардират с 9 протона F 19, се образува кислород x O 16. Колко енергия се отделя по време на тази реакция и какви ядра се образуват?

156. Намерете енергията, отделена при следната ядрена реакция 4 Ве 9 + 1 Н 2 → 5 В 10 + 0 n 1

157. Изотоп на радий с масово число 226 се превръща в изотоп на олово с масово число 206. Колко α и β разпада се получават в този случай?

158. Дадени са началните и крайните елементи на четири радиоактивни семейства:

92 U 238 → 82 Pb 206

90 Th 232 → 82 Pb 207

92 U 235 → 82 Pb 207

95 Am 241 → 83 Bi 209

Колко α и β трансформации са настъпили във всяко семейство?

159. Намерете енергията на свързване на нуклон в ядрото на кислородния атом 8 O 16.

160. Намерете енергията, освободена по време на ядрена реакция:

1 H 2 + 1 H 2 → 1 H 1 + 1 H 3

161. Каква енергия ще се освободи, когато 1 g хелий 2 He 4 се образува от протони и неутрони?

162. В какво се превръща изотопът на торий 90 Th 234, чиито ядра претърпяват три последователни α-разпада?

163. Завършете ядрените реакции:

h Li b + 1 P 1 →?+ 2 He 4;

13 A1 27 + o n 1 →?+ 2 Не 4

164. Урановото ядро ​​92 U 235, уловило един неутрон, веднъж
се разделят на два фрагмента, освобождавайки два неутрона. Един от фрагментите се оказа ксеноново ядро ​​54 Xe 140. Какъв е вторият шард? Напишете уравнението на реакцията.

165. Изчислете енергията на свързване на ядрото на хелий 2 He 3.

166. Намерете енергията, освободена по време на ядрена реакция:

20 Ca 44 + 1 P 1 → 19 K 41 +α

167. Напишете пропуснатите символи в следното
общи ядрени реакции:

1 Р 1 →α+ 11 Nа 22

13 Al 27 + 0 p 1 →α+...

168. Определете специфичната енергия на свързване на тритин,

169. Промяна в масата по време на образуването на ядрото 7 N 15
е равно на 0,12396 a.a.m. Определете масата на атома

170 Намерете енергията на свързване на ядрата 1 H 3 и 2 He 4. Кое от тези ядра е най-стабилно?

171 Когато литий 3 Li 7 се бомбардира с протони, се получава хелий. Запишете тази реакция. Колко енергия се отделя по време на тази реакция?

172. Намерете енергията, погълната по време на реакцията:

7 N 14 + 2 He 4 → 1 P 1 + ?

173. Изчислете енергията на свързване на ядрото на хелий 2 He 4.

174. Намерете енергията, отделена при следната ядрена реакция:

3 Li 7 + 2 He 4 → 5 V 10 + o n 1

175. Завършете ядрените реакции:

1 Р 1 → 11 Nа 22 + 2 He 4, 25 Mn 55 + ?→ 27 Co 58 + 0 n 1

176. Намерете енергията, освободена по време на следното
ядрена реакция.

з Li 6 + 1 Н 2 →2α

177. Ядрата на изотопа 90 Th 232 претърпяват α разпад, два β разпада и още един α разпад. Какви ядра получавате след това?

178 Определете енергията на свързване на ядрото на деутерия.

179. Ядрото на изотопа 83 Bi 211 е получено от друго ядро ​​след един α-разпад и един β-разпад. Що за ядро ​​е това?

180. Кой изотоп се образува от радиоактивен торий 90 Th 232 в резултат на 4 α-разпада и 2 β-разпада?

181. В радиоактивно лекарство с константа на разпадане λ=0,0546 години -1, до=36,36% от ядрата от първоначалния им брой се разпадат. Определете полуживота, средното време на живот. Колко време отне разпадането на ядрата?

182. Времето на полуразпад на радиоактивно вещество е 86 години. Колко време ще отнеме, за да се разпаднат 43,12% от първоначалния брой ядра? Определете константата на разпадане λ и средната продължителност на живота на радиоактивно ядро.

183. За една година 64,46% от ядрата на първоначалното им количество радиоактивно лекарство се разпадат. Определете средния живот и времето на полуразпад.

184. Средният живот на радиоактивно вещество е τ=8266,6 години. Определете времето, през което 51,32% от ядрата от техния първоначален брой се разпадат, полуживот, константа на разпадане.

185. В радиоактивно вещество с константа на разпадане λ=0,025 години -1 са се разпаднали 52,76% от ядрата от първоначалния им брой. Колко дълго продължи раздялата? Какъв е средният живот на ядрата?

186. Определете активността на маса от 0,15 μg с период на полуразпад 3,8 дни след два дни. Анализирайте зависимостта A =f(t)

187. Времето на полуразпад на бисмут (83 Bi 210) е 5
дни. Каква е активността на това лекарство от 0,25 mcg след 24 часа? Да приемем, че всички атоми на изотопа са радиоактивни.

188. Изотоп 82 Ru 210 има полуживот от 22 години. Определете активността на този изотоп с тегло 0,25 μg след 24 часа?

189. Поток от топлинни неутрони, преминаващи през алуминий
разстояние d= 79,4 см, отслабва три пъти. Дефинирайте
ефективни напречни сечения за реакцията на улавяне на неутрони от атомно ядро
ma алуминий: Плътност на алуминия ρ=2699 kg/m.

190. Неутронният поток отслабва 50 пъти след изминаване на разстояние d в плутоний, чиято плътност е ρ = 19860 kg/m3. Определете d, ако ефективното напречно сечение за улавяне от плутониево ядро ​​е σ = 1025 бара.

191. Колко пъти се отслабва потокът от топлинни неутрони след изминаване на разстояние d=6 cm в цирконий, ако плътността на циркония е ρ = 6510 kg/m 3, а ефективното напречно сечение на реакцията на улавяне е σ = 0,18 бара.

192. Определете активността на 85 Ra 228 с период на полуразпад от 6,7 години след 5 години, ако масата на лекарството е m = 0,4 μg и всички атоми на изотопа са радиоактивни.

193. Колко време е отнело на 44,62% ​​от първоначалния брой ядра да се разпаднат, ако времето на полуразпад е m=17,6 години. Определете константата на разпадане λ, средното време на живот на радиоактивно ядро.

194. Определете възрастта на археологическа находка от дърво, ако изотопната активност на пробата е 80% от пробата от пресни растения. Периодът на полуразпад е 5730 години.

195. Течен калий ρ= 800 кг !мотслабва наполовина неутронния поток. Определете ефективното напречно сечение за реакцията на улавяне на неутрони от ядрото на калиев атом, ако неутронният поток преминава разстояние d = 28,56 cm в течен калий.

196. Определете възрастта на древна тъкан, ако е активна
Изотопното съдържание на пробата е 72% активност
проба от пресни растения. Време на полуразпад T=5730 години.

197. Запишете в пълна форма уравнението на ядрената реакция (ρ,α) 22 Na. Определете енергията, отделена в резултат на ядрена реакция.

198. Уранът, чиято плътност е ρ = 18950 kg / m 2, отслабва потока от топлинни неутрони 2 пъти с дебелина на слоя d = 1,88 см. Определете ефективното напречно сечение за реакцията на улавяне на неутрони от ураново ядро

199. Определете активността на изотопа 89 Ac 225 с период на полуразпад T = 10 дни след време t = 30 дни, ако първоначалната маса на лекарството е m = 0,05 μg.

200. Определете възрастта на археологическа находка от дърво, ако активността на 6 C 14 на пробата е 10% от активността на пробата от пресни растения. Време на полуразпад T=5730 години.

201. Определете дебелината на слоя живак, ако неутронният поток, преминавайки през този поток, е отслабен 50 пъти, ефективното напречно сечение за реакцията на улавяне на неутрони от ядрото σ = 38 хамбар, плътност на живака ρ = 13546 kg/m 3.

202. Изотоп 81 Tℓ 207 има период на полуразпад T = 4,8 милиона. Каква е активността на този изотоп с тегло 0,16 μg след време t = 5 милиона. Да приемем, че всички атоми на изотопа Tℓ 207 радиоактивен.

203. Колко ядра от първоначалното им количество материя се разпадат за 5 години, ако константата на разпадане λ = 0,1318 години -1. Определете времето на полуразпад, средното време на живот на ядрата.

204. Определете активността на 87 Fr 221 с тегло 0,16 μg с полуживот T = 4,8 милиона след време t = 5 минути. Анализирайте зависимостта на активността от масата (A=f(m)).

205. Времето на полуразпад на въглеродния изотоп 6 C 14 T = 5730 години, активността на дървесината за изотопа 6 C 14 е 0,01% от активността на проби от пресни растения. Определете възрастта на дървото.

206. Неутронен поток, преминаващ през сяра (ρ = 2000 kg/m 3.)
разстояние d=37,67 см е отслабено 2 пъти. Дефинирайте
ефективно напречно сечение за реакцията на улавяне на неутрони от атомно ядро
ма сяра.

207. Сравнение на активността на лекарствата 89 Ac 227 и 82 Рb 210ако масите на лекарството са m=0,16 µg, след 25 години. Периодите на полуразпад на изотопите са еднакви и равни на 21,8 години.

208. В радиоактивно вещество 49,66% от ядрата от първоначалния им брой се разпадат за t=300 дни. Определете константата на разпадане, времето на полуразпад и средното време на живот на изотопното ядро.

209. Анализирайте зависимостта на активността на радиоактивния изотоп 89 Ac 225от масата след t = 30 дни, ако полуживотът е T = 10 дни. Вземете съответно началната маса на изотопа m 1 = 0,05 μg, m 2 = 0,1 μg, m 3 = 0,15 μg.

210. Иридият отслабва потока от топлинни неутрони в
2 пъти. Определете дебелината на иридиевия слой, ако неговата плътност
ity ρ=22400 kg/m 3, и ефективното сечение на реакцията за
улавяне на неутрони от иридиево ядро ​​σ=430 barn

МОСКВА, 3 юни - РИА Новости.Повишените нива на радиоактивен въглерод-14 в растежните пръстени на две японски кедрови дървета може да показват, че Земята е била бомбардирана от космически лъчи през 774-775 г. сл. Хр., казват физици в статия, публикувана в списание Nature.

Дърветата и други видове растителност реагират много чувствително на най-малките промени в условията на живот - повишаване или понижаване на температурата, енергията на слънчевата радиация и други фактори. Всички тези събития се отразяват във формата и дебелината на годишните пръстени - слоеве от дърво в багажника, които се образуват по време на вегетационния период. Смята се, че тъмните пръстени съответстват на неблагоприятни условия на околната среда, а светлите пръстени съответстват на благоприятни.

Група физици, ръководени от Фуса Мияке от университета Нагоя (Япония), изследваха растежните пръстени на две древни японски кедрови дървета, за да определят точната дата на "нападението" на космическите лъчи на Земята, което се предполага, че е станало между 750 и 820 г. сл. Хр.

Както обясняват физиците, епизодите на продължително „бомбардиране“ от частици с извънземен произход обикновено са придружени от увеличаване на дела на тежкия и радиоактивен изотоп въглерод-14 в дървесината и меките тъкани на растенията.

Водени от тази идея, физиците разделиха тънки срезове от два японски кедъра, растящи в страната на изгряващото слънце през Средновековието, на отделни растежни пръстени.

В един случай те използваха парчета дърво, за да изчислят годишните вариации на въглерод-14 между 770 и 779 г. сл. Хр., а във втория ги използваха, за да наблюдават промени в средната концентрация на тежък изотоп на въглерод за всеки две години между 750 г. и 820 г. сл. Хр.

И в двата случая учените регистрират рязко увеличение на дела на радиогенен въглерод в пръстените, датиращи от 774 и 775 г. сл. Хр. Според тях този пик на концентрация не може да се обясни със сезонни вариации в силата на слънчевата радиация, тъй като въглерод-14 в пръстените на 774 и 775 е около 20 пъти повече, отколкото в слоевете дърво, образувани по време на повишена слънчева активност.

Според изследователите това заключение е в добро съответствие с резултатите от антарктическите изследвания. Така в снежни проби от 774 и 775, получени от антарктическата станция Fuji Dome, е регистриран подобен пик в концентрацията на друг „космически“ елемент - берилий-10.

Учените смятат, че източникът на космически лъчи може да е била мощна свръхнова, избухнала на относително близко разстояние - 6,5 хиляди светлинни години - от Слънчевата система. Друга възможна причина за това може да бъде "супер изригване" на Слънцето с мощност няколко десетки пъти по-голяма от типичната мощност на слънчевите изригвания.