22.1. Найти число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов магния: a) ²⁴₁₂Mg; б) ²⁵₁₂Mg; в) ²⁶₁₂Mg .

22.2. Найти энергию связи W ядра изотопа лития ⁷₃Li.

22.3. Найти энергию связи W ядра атома гелия ⁴₂He.

22.4. Найти энергию связи W ядра атома алюминия ²⁷₁₃Al.

22.5. Найти энергию связи W ядер; а) ¹₃Н; б) ³₂Не. Какое из этих ядер более устойчиво?

22.6. Найти энергию связи W_c, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода ¹⁶₈O.

22.7. Найти энергию связи W ядра дейтерия ²₁Н.

22.8. Найти энергию связи W₀, приходящуюся на один нуклон в ядрах: а) ⁷₃Li; б) ¹⁴₇N ; в) ²⁷₁₃Al ; г) ⁴⁰₂₀Са; д) ⁶³₂₉Си; е) ¹¹³₄₈Cd ; ж) ²⁰⁰₈₀Hg ; з) ²³⁸₉₂u . Построить зависимость W₀ = f (а), где /A - массовое число.

22.9. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции ⁷₃Li+¹₁Н = ⁴₂Не+²₂Не.

22.10. Найти энергию Q, поглощенную при реакции ¹⁴₇N + ⁴₂Не = ¹₁Н + ¹⁷₈О.

22.11. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакциях a) ²₁H + ²₁H = ¹₁H + ³₁H ; б)²₁H + ²₁H = ¹₁H +¹₀ n .

22.12. Найти энергию Q. выделяющуюся при реакциях: а) ²₁H + ³₁He = ¹₁H + ⁴₂Не:б) ⁶₃Li + ²₁H = ⁴₂Hе + ⁴₂Не; в) ⁶₃Li + ¹₁H ³₂Не + ⁴₂Не .

22.13. Какую массу M воды можно нагреть от 0° С до кипения, если использовать все тепло, выделяющееся при реакции ⁷₃Li(p,a), при полном разложении массы m = 1 г лития?

22.14. Написать недостающие обозначения в реакциях: а) ²⁷₁₃Al(п,а)х; 6) ¹⁹₉F(p,x)¹⁶₈О; в) ⁵⁵₂₅Mn(x,n)⁵⁵₂₆Fe; г) ²⁷₁₃Al(a,p)x; д) ¹⁴₇N(n,x)¹⁴₆C ; e) х(р,a)²²₁₁Na.

22.15. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции ⁷₃Li + ²₁Н = ⁸₄Ве + ¹₀п.

22.16. Найти энергию Q, выделяющуюся при реакции ⁹₄Be + ²₁H = ¹⁰₅Be + ¹₀n .

22.17. При бомбардировке изотопа азота ¹⁴₇N нейтронами получается изотоп углерода ¹⁴₆С, который оказывается β-активным. Написать уравнения обеих реакций.

22.18. При бомбардировке изотопа алюминия ²⁷₁₃Al α-частицами получается радиоактивный изотоп фосфора ³⁰₁₅Р, который затем распадается с выделением позитрона. Написать уравнения обеих реакций. Найти удельную активность а_m изотопа ³⁰₁₅Р, если его период полураспада Т_1/2 = 130с.

22.19. При бомбардировке изотопа ²³₁₁Na дейтонами образуется β-радиоактивный изотоп ²⁴₁₁Na. Счетчик β-частиц установлен вблизи препарата, содержащего радиоактивный ²⁴₁₁Na. При первом измерении счетчик дал 170 отбросов за 1мин, а через сутки — 56 отбросов за 1 мин. Написать уравнения обеих реакций. Найти период полураспада Т_1/2 изотопа ²⁴₁₁Na.

22.20. Какая энергия Q, выделится, если при реакции ²⁷_..Al + ⁴₂Не = Si + ¹₁Н подвергаются превращению все ядра, находящиеся в массе m = 1г алюминия? Какую энергию Q₂ надо затратить, чтобы осуществить это превращение, если известно, что при бомбардировке ядра алюминия α-частицами с энергией W = 8 МэВ только одна α-частица из n = 2*10⁶ частиц вызывает превращение?

22.21. При бомбардировке изотопа лития ⁶₃Li дейтонами (ядрами дейтерия ²₁H) образуются две α-частицы. При этом выделяется энергия Q = 22,ЗМэВ. Зная массы дейтона d и α-частицы, найти массу m изотопа лития ⁶₃Li.

22.22. Источником энергии солнечного излучения является энергия образования гелия из водорода по следующей циклической реакции: ¹²₆С + ¹₁H = ¹³₇N = ¹³₆C + ⁰₊₁e, ¹³₆C + ¹₁Н = ¹⁴₇N, ¹⁴₇N + ¹₁H = ¹⁵₈O = ¹⁵₇N + ⁰_-1e, ¹³₇N + ¹₁H = ¹²₆С + ⁴₂Не. Какая масса m₁ водорода в единицу времени должна превращаться в гелий? Солнечная постоянная K = 1,37 кВт/м². Принимая, что масса водорода составляет 35% массы Солнца, подсчитать, на какое время t хватит запаса водорода, если излучение Солнца считать постоянным.

22.23. Реакция разложения дейтона γ-лучами: ²₁H + hv = ¹₁H + ¹₀n. Найти массу m нейтрона, если известно, что энергия γ-квантов W₁ = 2,66МэВ, а энергия вылетающих протонов, измеренная по производимой ими ионизации, оказалась равной W₂ = 0,22 МэВ. Энергию нейтрона считать равной энергии протона. Массы дейтона и протона считать известными.

22.24. Написать недостающие обозначения в реакциях:

22.25. Выход реакции образования радиоактивных изотопов можно охарактеризовать либо числом k₁ — отношением числа

происшедших актов ядерного превращения к числу бомбардирующих частиц, либо числом k₂ [Бк] — отношением активности полученного продукта к числу единиц, бомбардирующих мишень. Как связаны между собой величины k₁ и k₂ ?

22.26. При бомбардировке ⁷₃Li протонами образуется радиоактивный изотоп бериллия ⁷₄Ве с периодом полураспада T_1/2 = 4,67 • 10⁶ с. Найти выход реакции k₁ (см. задачу 22.25), если известно, что бомбардирующие протоны общим зарядом q = 1 мкА*ч вызывают активность полученного препарата q = 6,51 -10⁶Бк.

22.27. В результате ядерной реакции ⁵⁶₂₆Fe(p,n) образуется радиоактивный изотоп кобальта ⁵⁶₂₇Со с периодом полураспада T_1/2 = 80 сут. Найти выход реакции (см. задачу 22.25), если известно, что бомбардирующие протоны общим зарядом q = 20мкА*ч вызывают активность полученного препарата α = 5,2 10⁷Бк.

22.28. Источником нейтронов является трубка, содержащая порошок бериллия ⁹₄Ве и газообразный радон. При реакции α-частиц радона с бериллием возникают нейтроны. Написать реакцию получения нейтронов. Найти массу m радона, введенного в источник при его изготовлении, если известно, что этот источник дает через время t = 5сут после его изготовления число нейтронов в единицу времени a₂ = 1,2 * 10⁶ с^-1. Выход реакции k₁ = 1/4000, т.е. только одна α-частица из n = 4000 вызывает реакцию.

22.29. Источником нейтронов является трубка, описанная в задаче 22.28. Какое число нейтронов а₂ в единицу времени создают α-частицы, излучаемые радоном с активностью a₁ = 3,7*10¹⁰ Бк, попадая на порошок бериллия? Выход реакции k₁ = 1/4000.

22.30. Реакция образования радиоактивного изотопа углерода ¹¹₆С имеет вид ¹⁰₅B(d, n), где d-дейтон (ядро дейтерия ²₁Н). Период полураспада изотопа ¹¹₆С T_1/2 = 20мин. Какая энергия Q выделится при этой реакции? Найти выход реакции k₂, если k₁ = 10^-8 (см. задачу 22.25).

22.31. В реакции ¹⁴₇N(α,p) кинетическая энергия α-частицы W₁ = 7,7 МэВ. Под каким утлом φ к направлению движения α-частицы вылетает протон, если известно, что его кинетическая энергия W₂ = 8,5 МэВ?

22.32. При бомбардировке изотопа лития ⁶₃Li дейтонами образуются две α-частицы, разлетающиеся симметрично под углом φ к направлению скорости бомбардирующих дейтонов. Какую кинетическую энергию W₂ имеют образующиеся α-частицы, если известно, что энергия бомбардирующих дейтонов w₁ = 0,2 МэВ? Найти угол φ.

22.33. Изотоп гелия ³₂Не получается бомбардировкой ядер трития ³₁Н протонами. Написать уравнение реакции. Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Найти порог реакции, т. е. минимальную кинетическую энергию бомбардирующей частицы, при которой происходит эта реакция. Указание: учесть, что при пороговом значении кинетической энергии бомбардирующей частицы относительная скорость частиц, возникающих в реакции, равна нулю.

22.34. Найти порог W ядерной реакции ¹⁴₇N(a,p).

22.35. Найти порог W ядерной реакции ⁷₃Li(p,n).

22.36. Искусственный изотоп азота ¹³₇N получается бомбардировкой ядер углерода ¹²₆С дейтонами. Написать уравнение реакции. Найти количество теплоты Q, поглощенное при этой реакции, и порог W этой реакции. Какова суммарная кинетическая энергия W' продуктов этой реакции при пороговом значении кинетической энергии дейтонов? Ядра углерода считать неподвижными.

22.37. Реакция ¹⁰₅B(п,а) идет при бомбардировке бора нейтронами, скорость которых очень мала (тепловые нейтроны). Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Пренебрегая скоростями нейтронов, найти скорость v и кинетическую энергию W α-частицы. Ядра бора считать неподвижными.

22.38. При бомбардировке изотопа лития ⁷₃Li протонами образуются две α-частицы. Энергия каждой α-частицы в момент их образования W₂ =9,15 МэВ. Какова энергия W₁ бомбардирующих протонов?

22.39. Найти наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления реакции разложения дейтона γ-лучами

22.40. Найти наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления реакции ²⁴₁₂Mg(y,n).

22.41. Какую энергию W (в киловатт-часах) можно получить от деления массы m = 1г урана ²³⁵₉₂U, если при каждом акте распада выделяется энергия Q = 200 МэВ?

22.42. Какая масса урана ²³⁵₉₂U расходуется за время t = 1сут на атомной электростанции мощностью Р = 5000 кВт? К.п.д. принять равным 17%. Считать, что при каждом акте распада выделяется энергия Q = 200 МэВ.

22.43. При взрыве водородной бомбы протекает термоядерная реакция образования гелия из дейтерия и трития. Написать уравнение реакции. Найти энергию Q, выделяющуюся при этой реакции. Какую энергию W можно получить при образовании массы m =1 г гелия?