Küsimused ja ülesanded

Küsimused

  1. Miks on radioaktiivsed nukliidid looduses haruldased?
  2. Miks on igal keemilisel elemendil ainult mõni üksik stabiilne isotoop?
  3. On teada, et mõnikord võib tuum neelata elektron­kattest ühe elektroni. Missugune reaktsioon toimub siis tuuma sees ja milline osake kiirgub tuumast välja?
  4. Miks kaasneb α-lagunemisega tavaliselt ka γ-radio­aktiivsus?
  5. Mis juhtub aatomiga, kui selle tuum α-laguneb?
  6. Kuidas muutub tuumareaktsiooni iseloom, kui selle tekitamiseks rakendada järjest suurema energiaga prootoneid?
  7. Nimetage kaks põhjust, miks ei saa ahel­reaktsioon toimuda prootonite toimel.
  8. Miks ei saa reaktor töötada ilma neelajata?
  9. Miks ehitatakse termotuuma- ehk vesiniku­pomme selle asemel, et suurendada tavalise tuuma­pommi võimsust?
  10. Tähtedel võib termotuuma­reaktsioon, mille tulemuseks on vesiniku muundumine heeliumiks, kulgeda mitut võimalikku ahelat pidi. Kas energia­saagis sõltub ka konkreetsest ahelast?
  11. Loetle termotuuma­reaktori eelised lõhustumis­reaktori ees.

Ülesanded

  1. Arvutada tuuma ligikaudne tihedus. Prootoni ja neutroni mass on 1,67 · 10–27 kg ja nende keskmine kaugus üksteisest 10–15 m.
  2. Millise sagedusega γ-kvant tekib, kui tuum läheb ergastatud olekust energiaga 2,5 MeV olekusse energiaga 1,2 MeV?
  3. Millise maksimaalse võimaliku kiirusega liigub elektron vaba neutroni beeta-lagunemisel? Prootoni tagasi­põrke jätame arvestamata. Elektroni mass on 9,1 · 10–31 kg, prootonil 1,6724 · 10–27 kg, neutronil 1,6747 · 10–27 kg.
  4. Kui suur osa esialgsest radioaktiivse aine kogusest jääb järele pärast nelja poolestus­aja möödumist?
  5. Tuum massiarvuga A ja laenguga Z teeb läbi 2 α-, 3 β- ja 6 γ-lagunemist. Missugused on uue tuuma massiarv ja laeng?
  6. Lõhustuvasse tuumkütusesse sattus 100 neutronit. Milline on seal vabade neutronite arv pärast 20 põrget tuumadega, kui paljunemis­tegur on a) 1,1; b) 0,9?
  7. Kui gaasi temperatuur on 10 000 K, siis gaasi osakese keskmine energia on 1 eV. Millise temperatuuri juures suudavad keskmise energiaga prootonid läheneda üksteisele tuuma­jõudude mõju­raadiuseni 10–15 m?
  8. Kui palju energiat vabaneb heeliumi sünteesil 1 g deuteeriumist? Deuteeriumi tuuma seose­energia on 2,22 MeV, 4He-l aga 28,3 MeV.
  9. Kui vana on arheoloogiline leid, kui temas olevas süsinikus on radio­aktiivset isotoopi 14C viis korda vähem kui värskes puusöes?
  10. Strontsiumi  Sr 38 89 (poolestusaeg 51 päeva) tuuma lagunemisel tekib üks γ-kvant energiaga 0,91 MeV ja üks β-osake energiaga 1,46 MeV. Kui suure kiiritus­doosi saab inimene kaaluga 70 kg tema kehasse sattunud 0,1 µg 89Sr lagunemisest?