Химия

8 класс
Вопрос
Изотоп $^{210}Po$, излучающий $\alpha$ - частицы, используется в смеси с бериллием в нейтронных источниках. Через какое время интенсивность таких источников уменьшится в 32 раза? Период полураспада $^{210} Po$ равен 138 дням.
Ответ


Период полураспада $\tau$ - это время, за которое самопроизвольно распадается половина атомов исходного вещества:

$m_{1} = \frac{m_{0}}{2}$,

где $m_{0}$ - исходная масса вещества, $m_{1}$ - масса вещества через время $\tau$. Используя данное определение, можно написать общую формулу для массы вещества $m_{1}$ через произвольное время $t$:

$m_{t} = \left ( \frac{1}{2} \right )^{ \frac{t}{x} } m_{0}$.

По условию, $\left ( \frac{1}{2} \right )^{ \frac{t}{x} } = \frac{1}{32}$, откуда $t = 5 \tau = 5 \cdot 138 = 690 сут$.

Задача может быть решена и при использовании так называемой постоянно!,\ распада, которая характеризует неустойчивость ядер радиоактивного изотопа. Постоянная распада рассчитывается по формуле:

$k = \frac{2,303}{ \tau } lg \frac{c_{1} }{c_{2} }$, (1)

где $c_{1}$ - начальная активность изотопа; $c_{2}$ - активность изотопа по истечении времени $t$.

$k = \frac{2,303}{138} lg 2 = 0,005$.

По условиям задачи интенсивность источника должна уменьшиться в 32 раза, т.е. $c_{1} = 32c_{2}$. В уравнение (1) подставим полученное значение константы, активности и определим время:

$0,005 = \frac{2,303}{t} lg 32$,
$t = \frac{2,303 \cdot lg 32}{0,005} = 690 суток$.
Ответ. 690 суток.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Образец технической аммиачной селитры массой 1 г смешали с соответствующим образом подобранным количеством сплава Деварда (50 % $Cu$, 45 % $Al$, 5 % $Zn$) и прокипятили с раствором едкого натра. Выделяющиеся газы пропустили через промывную склянку, содержащую 62 см^3 0,2 н. раствора серной кислоты. После завершения реакции оставшуюся в промывной склянке кислоту оттитровали 14 см^3 0,1 н. раствора едкого кали. К другому образцу той же аммиачной селитры массой 8,3 г добавили 22,31 г раствора серной кислоты. Оставшиеся после завершения реакции вещества имели массу 28,784 г. Напишите уравнения реакций, использованных в процессе исследования технической аммиачной селитры, и определите ее состав (в процентах по массе), если известно, что кроме аммиачной селитры и известняка она содержит еще некоторое количество примесей, которые не выделяют газов ни при действии щелочей, ни при действии кислот.
8 класс Химия Средняя
В чистый химический стакан поместите около $20 - 30 см^3$ раствора серной кислоты ($1 : 4$) и опустите в него гранулу металлического цинка. Понаблюдайте в течение нескольких минут за интенсивностью выделения водорода, потом добавьте в стакан несколько капель раствора сульфата меди. Что при этом происходит? Затем прибавьте к раствору около $1 см^3$ 5 %-ного раствора хлорной ртути (отметьте, как при этом изменилась интенсивность выделения водорода). Обратите внимание, что соли $Hg^{2+}$ очень ядовиты. Соблюдайте все меры предосторожности! Чтобы понять и лучше выяснить механизм процессов, протекающих с участием солей меди и ртути, используйте следующий опыт. В два химических стакана емкостью примерно $100 см^3$ каждый поместите примерно по $30 см^3$ раствора серной кислоты ($1 : 4$). В один из них погрузите цинковую пластинку, а во второй - кусочек медной проволоки. Через несколько минут наблюдений извлеките металлы, ополосните их водой и высушите фильтровальной бумагой. Затем аккуратно обвейте медной проволокой один из концов цинковой пластинки и погрузите соединенные вместе металлы в новую порцию того же раствора серной кислоты. Подробно опишите результаты своих наблюдений. Далее возьмите пробирку и заполните ее до краев 5 % -ным раствором $HgCl_2$. Извлеките соединенные вместе металлы из раствора серной кислоты и погрузите цинковую плстинку в раствор соли ртути примерно на 15 с, затем ополосните ее аккуратно водой (обратите внимание на то, чтобы во время извлечения и ополаскивания пластинки не было контакта медной проволоки с раствором соли ртути и не нарушался контакт пластинки с медной проволокой). После этого металлы вновь погрузите в раствор серной кислоты. Понаблюдайте и отметьте, какова будет при этом скорость выделения водорода. В заключение извлеките соединенные между собой пластинку и проволоку, ополосните их. Теперь аналогично покройте слоем ртути медную проволоку и снова погрузите металлы в раствор серной кислоты. Опишите результаты наблюдений. а. Какова роль медных и ртутных солей в процессе растворения цинка в растворе $H_2SO_4$? На основании полученных результатов опыта попробуйте предложить механизм действия этих солей. Напишите уравнения каждого из происходящих процессов по отдельности и суммарное уравнение процесса в целом. б. Видите ли вы сходство между действием ртутной соли в указанных опытах и действием металлической ртути в так называемых ртутных электролизерах, которые применяются в промышленности для электролиза соляного рассола (раствора $NaCl$). На основании ряда напряжений металлов попробуйте объяснить, в чем состоит это сходство. Используйте следующий ряд напряжений металлов: $K$, $Ca$, $Na$, $Mg$, $Al$, $Zn$, $Fe$, $Cd$, $Ni$, $Sn$, $Pb$, ($H_2$), $Bi$, $Cu$, $Ag$, $Hg$, $Au$.
8 класс Химия Средняя