Rozdz. 10 Zadania dodatkowe - Fizyka dla szkół wyższych. Tom 3

Zadania dodatkowe

75.

Podejrzana strona internetowa stwierdza, że masa atomowa chloru wynosi $\SI{40}{\gram\per\mole}$ . Sprawdź ten wynik. Wskazówka: Dwa najpowszechniej występujące stabilne izotopy chloru to $\tensor*[_17^35]{\mathrm{Cl}}{}$ i $\tensor*[_17^37]{\mathrm{Cl}}{}$ . Zawartość naturalna ³⁵Cl wynosi $\SI{75,8}{\percent}$ , a ³⁷Cl $\SI{24,2}{\percent}$ .

76.

Fizyk cząstek elementarnych odkrywa neutralną cząstkę o masie $\SI{2,02733}{\atomicmassunit}$ i przypuszcza, że są to dwa związane ze sobą neutrony.

Oblicz energię wiązania;
Co w tym wyniku budzi zastrzeżenia?

77.

Fizyk jądrowy znajduje $\SI{1}{\micro\gram}$ izotopu ²²⁶Ra w kawałku rudy uranu ( $T_{1/2} = \SI{1600}{\lat}$ ).

Stosując prawo rozpadu określ, ile ²²⁶Ra musiałoby być na Ziemi, gdy powstała ona $\SI{4,543e9}{\lat}$ temu, by do chwili obecnej pozostał $\SI{1}{\micro\gram}$ ;
Co budzi zastrzeżenia w tym wyniku?
W jaki sposób można rozwiązać tę zagadkę?

78.

Grupa naukowców określa za pomocą datowania węglowego wiek kawałka drewna na 3 mln lat. Dlaczego wynik ten nie ma sensu?

79.

Twój kolega z laboratorium twierdzi, że kryształ jodku sodu o grubości $\SI{2}{\centi\metre}$ przepuszcza $\SI{10}{\percent}$ promieniowania, pochłaniając resztę, a kawałek z tego samego materiału o grubości $\SI{4}{\centi\metre}$ przepuszcza tylko $\SI{5}{\percent}$ . Czy ten wynik jest poprawny?

80.

W dziale naukowym pewniej gazety ukazał się artykuł na temat grupy naukowców próbujących zbudować nowy reaktor jądrowy, który rozszczepiałby żelazo (Fe). Czy to jest dobry pomysł?

81.

Ceramiczna powłoka na pomarańczowo-czerwonym talerzu amerykańskiej firmy „Fiesta” jest wykonana z U₂O₃ i zawiera $\SI{50}{\gram}$ izotopu ²³⁸U, ale bardzo mało ²³⁵U.

Jaka jest aktywność promieniotwórcza talerza?
Oblicz całkowitą energię, która zostanie uwolniona w rozpadzie ²³⁸U;
Jeśli koszt energii wynosi 50 groszy za $\si{\kilo\watt\hour}$ , to jaka jest ekonomiczna wartość wyemitowanej energii (produkcję tych kolorowych talerzy ceramicznych zakończono w latach 70. XX wieku, ale nadal są one dostępne na rynku kolekcjonerskim)?

82.

Duże ilości zubożonego uranu (²³⁸U) są dostępne jako produkt uboczny przetwarzania uranu w celu uzyskania paliwa do reaktorów lub broni. Uran ma bardzo dużą gęstość i nadaje się na elementy balastowe (przeciwwagę) w samolotach. Załóżmy, że mamy blok $\SI{4000}{\kilo\gram}$ izotopu ²³⁸U.

Oblicz jego aktywność promieniotwórczą;
Ile energii cieplnej wytwarza się w ciągu doby w wyniku termalizacji energii rozpadu?
Czy uważasz, że da się wykryć tę energię jako ciepło? Wyjaśnij dlaczego.

83.

Kawałek drewna ze starożytnego egipskiego grobowca badany jest pod kątem aktywności węgla ¹⁴C. Okazuje się, że ma on aktywność na gram węgla równą $A = \SI[per-mode=reciprocal]{10}{\per\minute\per\gram}$ . Jaki jest wiek drewna?