Radioaktiviteti - problemet dhe zgjidhjet

Radioaktiviteti - problemet dhe zgjidhjet

1. Bazuar në figurën më poshtë, radioaktiv aktiviteti pas zbërthimit për 13.86 orë është …

I njohur:

Gjysmë-jeta (T_1/2) = 6.93 orë

Kohëzgjatja (t) = 13.86 orë

Kërkohet: aktivitet radioaktiv

zgjidhje:

A = aktivitet radioaktiv, λ = konstantja e zbërthimit, N_t = Numri i atomeve radioaktive pas zbërthimit gjatë një intervali të caktuar kohorT_1/2 = gjysmë-jeta

Konstanta e zbërthimit:

Numri i atomeve radioaktive pas zbërthimit gjatë një intervali të caktuar kohor:

Aktiviteti radioaktiv:

2. Bazuar në figurën më poshtë, pasi substanca radioaktive zbërthehet për 15 minuta, atëherë substanca radioaktive e mbetur është …

zgjidhje:

N_o = Sasia fillestare e atomeve radioaktive

N_t = Sasia përfundimtare e atomeve radioaktive pas zbërthimit gjatë një intervali të caktuar kohor (t)

t = kohë-kalim

T 1/2 = gjysmë-jeta

llogaritur Gjysmë-jeta:

I njohur:

N_o = 8 gram

N_t = 2 gram

t = 6 minuta

Kërkohet: gjysmë-jeta (T 1/2)

zgjidhje:

Llogaritni materialin radioaktiv të mbetur:

I njohur:

Sasia fillestare e atomeve radioaktive (N_o) = 8 gramë

Time-gabim (t) = 15 minuta

Half-life (T 1/2) = 3 minuta

Kërkohet: materiali radioaktiv i mbetur (N_t)

zgjidhje:

1. Pyetja: Çfarë është radioaktiviteti?

Përgjigje: Radioaktiviteti është emetimi spontan i grimcave ose energjisë nga bërthama e një atomi të paqëndrueshëm.

2. Pyetja: Emërtoni tre lloje të zakonshme të zbërthimit radioaktiv.

Përgjigje: Tre llojet e zakonshme janë zbërthimi alfa (α), prishja beta (β) dhe rrezatimi gama (γ).

3. Pyetja: Çfarë emetohet gjatë zbërthimit të alfa-s?

Përgjigje: Gjatë zbërthimit të alfa-s, emetohet një grimcë alfa, e cila përbëhet nga 2 protone dhe 2 neutrone (në thelb një bërthamë helium-4).

4. Pyetja: Si ndryshon numri atomik i një elementi gjatë zbërthimit beta-minus (β⁻)?

Përgjigje: Gjatë zbërthimit beta-minus, një neutron shndërrohet në proton, duke emetuar një elektron gjatë këtij procesi. Kjo e rrit numrin atomik me një.

5. Pyetja: Çfarë është rrezatimi gama?

Përgjigje: Rrezatimi gama është një foton me energji të lartë që emetohet nga një atom radioaktiv. Është rrezatim elektromagnetik, shumë i ngjashëm me rrezet X, por më energjik.

6. Pyetja: Pse rrezatimi gama emetohet shpesh pas llojeve të tjera të zbërthimit?

Përgjigje: Rrezatimi gama shpesh emetohet pas llojeve të tjera të zbërthimit për të liruar energjinë e tepërt nga bërthama e ngacmuar, duke e kthyer atë në një gjendje energjie më të ulët.

7. Pyetja: Cili është ndryshimi midis gjysmë-jetës dhe konstantës së zbërthimit?

Përgjigje: Gjysmë-jeta është koha që i duhet gjysmës së atomeve radioaktive në një mostër për t'u zbërthyer, ndërsa konstanta e zbërthimit përfaqëson probabilitetin për njësi të kohës që një atom i vetëm të zbërthehet.

8. Pyetja: Si përdoren radioizotopët në mjekësi?

Përgjigje: Radioizotopët mund të përdoren në mjekësi si për qëllime diagnostikuese ashtu edhe për terapeutike. Për shembull, tekneciumi-99m përdoret në imazheri, ndërsa jodi-131 përdoret në trajtimin e çrregullimeve të tiroides.

9. Pyetja: Cili është parimi që qëndron pas datimit me karbon-14?

Përgjigje: Datimi me karbon-14 bazohet në matjen e raportit të karbonit-14 (një izotop radioaktiv) me karbonin-12 në materialet organike. Meqenëse karboni-14 zbërthehet me kalimin e kohës, raporti mund të tregojë moshën e mostrës.

10. Pyetja: Cili është ndryshimi midis ndarjes dhe bashkimit në aspektin e reaksioneve bërthamore?

Përgjigje: Fisioni është ndarja e një bërthame të rëndë në dy ose më shumë bërthama më të vogla, duke çliruar energji. Bashkimi, nga ana tjetër, përfshin kombinimin e dy bërthamave të lehta për të formuar një bërthamë më të rëndë, duke çliruar gjithashtu energji.

11. Pyetja: Si funksionon një numërues Geiger?

Përgjigje: Një numërues Geiger zbulon rrezatimin duke matur jonizimin e prodhuar në një tub Geiger-Müller. Kur rrezatimi kalon nëpër tub, ai jonizon gazin brenda, duke shkaktuar një shkarkim elektrik të matshëm.

12. Pyetja: Cili është funksioni i shufrave të kontrollit në reaktorët bërthamorë?

Përgjigje: Shufrat e kontrollit thithin neutronet, duke rregulluar shpejtësinë e reaksionit të ndarjes bërthamore në një reaktor. Duke rregulluar pozicionin e këtyre shufrave, reaksioni mund të përshpejtohet, ngadalësohet ose ndalet krejtësisht.

13. Pyetja: Pse përdoret plumbi si material mbrojtës nga rrezatimi?

Përgjigje: Plumbi është i dendur dhe mund të thithë dhe ndalojë në mënyrë efektive llojet e ndryshme të emetimeve radioaktive, veçanërisht rrezet gama, duke mbrojtur individët dhe pajisjet nga ekspozimi ndaj rrezatimit.

14. Pyetja: Si lidhet koncepti i energjisë së lidhjes me radioaktivitetin?

Përgjigje: Energjia e lidhjes është energjia e nevojshme për të zbërthyer një bërthamë në protonet dhe neutronet përbërëse të saj. Në disa raste, nëse rirregullimi ose emetimi i grimcave ul energjinë totale të lidhjes, bërthama do ta bëjë këtë, duke çuar në zbërthim radioaktiv.

15. Pyetja: Cila është një njësi e zakonshme për matjen e radioaktivitetit?

Përgjigje: Bekereli (Bq) është një njësi e zakonshme, që përfaqëson një ngjarje zbërthimi për sekondë.

16. Pyetja: Si lidhet radoni me radioaktivitetin?

Përgjigje: Radoni është një gaz radioaktiv që ndodh natyrshëm, i formuar si produkt i zbërthimit të uraniumit. Ai mund të grumbullohet në ndërtesa dhe përbën një rrezik për shëndetin për shkak të radioaktivitetit të tij.

17. Pyetja: Pse është i rëndësishëm plutoniumi-239 në energjinë bërthamore?

Përgjigje: Plutoniumi-239 mund të pësojë ndarje dhe përdoret si lëndë djegëse në lloje të caktuara të reaktorëve bërthamorë dhe në prodhimin e armëve bërthamore.

18. Pyetja: Çfarë është aktivizimi i neutroneve?

Përgjigje: Aktivizimi i neutroneve është procesi në të cilin izotopet e qëndrueshme bëhen radioaktive pasi kapin neutronet. Izotopi i ri shpesh zbërthehet duke emetuar rrezatim beta ose gama.

19. Pyetja: Si funksionojnë gjurmuesit në studimin e proceseve biologjike?

Përgjigje: Gjurmuesit radioaktivë janë izotope që lëshojnë rrezatim dhe mund të gjurmohen ndërsa lëvizin nëpër sistemet biologjike. Duke monitoruar lëvizjen e tyre, studiuesit mund të studiojnë procese të tilla si rrugët metabolike ose rrjedhja e gjakut.

20. Pyetja: Pse disa elementë janë më radioaktivë se të tjerët?

Përgjigje: Stabiliteti i një bërthame atomike varet nga ekuilibri i protoneve dhe neutroneve. Elementet me bërthama larg një ekuilibri të qëndrueshëm të këtyre grimcave kanë tendencë të bëhen më radioaktive, pasi i nënshtrohen zbërthimit për të arritur një gjendje më të qëndrueshme.