Радиоактивный распад и энергия связи ядра — 11 класс
Рассчитайте долю нераспавшихся ядер, примените правила альфа- и бета-распада и разберите смысл энергии связи.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
У условного изотопа период полураспада 6 часов. Какая доля исходного большого числа ядер в среднем останется через 18 часов?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Одна восьмая
18 часов — три периода полураспада. После трёх делений пополам остаётся (1/2)³ = 1/8.
-
Через 12 минут в большой совокупности осталось в среднем 25% исходных ядер. Каков период полураспада?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 6 минут
От 100% до 25% проходят два шага: 100% → 50% → 25%. Поэтому один период равен 12 / 2 = 6 минут.
-
Какая доля исходных ядер в среднем распадётся за два периода полураспада?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Три четверти
После двух периодов остаётся четверть. Распавшаяся доля равна 1 − 1/4 = 3/4.
-
Как меняются массовое число A и зарядовое число Z при альфа-распаде?
Ответ и пояснение
Верный ответ: A уменьшается на 4, Z уменьшается на 2
Альфа-частица уносит два протона и два нейтрона. Исходное ядро теряет четыре нуклона, из них два протона.
-
Что происходит с массовым и зарядовым числами ядра при электронном бета-распаде (β⁻)?
Ответ и пояснение
Верный ответ: A сохраняется, Z увеличивается на 1
В ядре нейтрон превращается в протон. Число нуклонов остаётся прежним, а протонов становится на один больше.
-
Возбуждённое ядро испускает только гамма-квант. Как меняются A и Z?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Оба числа сохраняются
Гамма-квант уносит энергию, но не уносит нуклоны и электрический заряд. Ядро переходит в менее возбуждённое состояние.
-
Что показывает энергия связи ядра?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Сколько энергии нужно для разделения ядра на свободные нуклоны
Энергия связи равна энергии, которую нужно сообщить ядру для полного разделения на свободные протоны и нейтроны.
-
Масса связанного ядра меньше суммы масс его свободных нуклонов. Как называют положительную разность между этой суммой и массой ядра?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Дефект массы
Дефект массы Δm равен разности между суммой масс свободных нуклонов и массой связанного ядра. Ему соответствует энергия связи Δmc².
Период полураспада относится к большой совокупности ядер. В модели через каждый такой период остаётся примерно половина от числа нераспавшихся ядер, а точный момент распада отдельного ядра заранее неизвестен.
При записи ядерных превращений отдельно следите за зарядовым и массовым числами. Энергия связи отвечает на другой вопрос: сколько энергии нужно сообщить, чтобы разделить ядро на свободные нуклоны.