fizikzauglom

9 КЛАСС · ПРАКТИКА

Задачи: Ядерная физика, 9 класс

Энергия связи, реакции, энергетика и защита от излучения.

18 задач в 4 подтемах
Потренироваться в интерактивном режиме

Здесь условия и разбор решения можно читать без аккаунта. В тренажёре те же разборы нужно собрать самому: «Дано», формулы, порядок шагов и ответ.

Условия задач

Варианты ответа даны для сверки, разбор решения открывается под каждой задачей.

18 задач
Позиция в подборке: 1 из 18

Задача №58

Энергия связи, деление и реактор

Какому понятию соответствует описание: «Тяжёлое ядро может разделиться с выделением энергии и нейтронов, способных вызвать новые деления.»?

Варианты ответа

  1. \text{Деление и цепная реакция}
  2. \text{Дефект массы и энергия связи}
  3. \text{Ядерный реактор}
  4. \text{Материальная точка}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
\text{Описание}
\text{Тяжёлое ядро может разделиться с выделением энергии и нейтронов, способных вызвать новые деления.}
Найти

\text{название понятия}

  1. \text{Сравним утверждение с определением}

    Самоподдержание требует критических условий; критическая масса зависит не только от количества вещества, но и от формы, состава и потерь нейтронов.

  2. \text{Формулируем вывод}\text{Понятие} = \text{Деление и цепная реакция}

Ответ\text{Понятие} = \text{Деление и цепная реакция}

Позиция в подборке: 2 из 18

Задача №59

Энергия связи, деление и реактор

Какому понятию соответствует описание: «Масса связанного ядра меньше суммы масс свободных нуклонов, а разность соответствует энергии связи.»?

Варианты ответа

  1. \text{Дефект массы и энергия связи}
  2. \text{Деление и цепная реакция}
  3. \text{Ядерный реактор}
  4. \text{Материальная точка}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
\text{Описание}
\text{Масса связанного ядра меньше суммы масс свободных нуклонов, а разность соответствует энергии связи.}
Найти

\text{название понятия}

  1. \text{Сравним утверждение с определением}

    Энергия связи на нуклон характеризует среднюю прочность связи. При энергетически выгодной реакции суммарная масса конечных частиц меньше начальной; радиоактивную устойчивость нельзя определить только по средней энергии связи.

  2. \text{Формулируем вывод}\text{Понятие} = \text{Дефект массы и энергия связи}

Ответ\text{Понятие} = \text{Дефект массы и энергия связи}

Позиция в подборке: 3 из 18

Задача №60

Ядерная физика

Дефект массы системы равен 0,002 а.е.м. Найдите энергию в МэВ, используя 1 а.е.м.·c² = 931,5 МэВ.

Варианты ответа

  1. 1{,}863\,\text{МэВ}
  2. 0{,}466\,\text{МэВ}
  3. 465{,}75\,\text{МэВ}
  4. 1863\,\text{МэВ}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
\Delta m
0{,}002\,\text{а.е.м.}
1\,\text{а.е.м.}\cdot c^2
931{,}5\,\text{МэВ}
Найти

E

  1. E=\Delta mc^2E=0{,}002\cdot931{,}5\,\text{МэВ}E = 1{,}863\,\text{МэВ}

Ответ1{,}863\,\text{МэВ}

Позиция в подборке: 4 из 18

Задача №61

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

Какому понятию соответствует описание: «Ионизирующее излучение повреждает молекулы и клетки, а риск зависит от дозы, типа и условий воздействия.»?

Варианты ответа

  1. \text{Биологическое действие излучения}
  2. \text{Термоядерная реакция}
  3. \text{Элементарные частицы и античастицы}
  4. \text{Материальная точка}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
\text{Описание}
\text{Ионизирующее излучение повреждает молекулы и клетки, а риск зависит от дозы, типа и условий воздействия.}
Найти

\text{название понятия}

  1. \text{Сравним утверждение с определением}

    Защита сочетает сокращение времени, увеличение расстояния и подходящий экран, не заменяя контроль дозы.

  2. \text{Формулируем вывод}\text{Понятие} = \text{Биологическое действие излучения}

Ответ\text{Понятие} = \text{Биологическое действие излучения}

Позиция в подборке: 5 из 18

Задача №62

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

Какому понятию соответствует описание: «Синтез - объединение лёгких ядер; энергия выделяется, если суммарная масса продуктов меньше массы исходных частиц. Высокая температура помогает преодолеть электрическое отталкивание.»?

Варианты ответа

  1. \text{Термоядерная реакция}
  2. \text{Биологическое действие излучения}
  3. \text{Элементарные частицы и античастицы}
  4. \text{Материальная точка}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
\text{Описание}
\text{Синтез - объединение лёгких ядер; энергия выделяется, если суммарная масса продуктов меньше массы исходных частиц. Высокая температура помогает преодолеть электрическое отталкивание.}
Найти

\text{название понятия}

  1. \text{Сравним утверждение с определением}

    Энергетически выгодные реакции синтеза питают звёзды. Не любое объединение ядер выделяет энергию; для управляемого термоядерного синтеза важны температура, плотность и время удержания плазмы.

  2. \text{Формулируем вывод}\text{Понятие} = \text{Термоядерная реакция}

Ответ\text{Понятие} = \text{Термоядерная реакция}

Позиция в подборке: 6 из 18

Задача №63

Радиоактивность

Масса радиоактивного изотопа была 80 г. Период полураспада 4 суток. Сколько изотопа останется через 12 суток?

Варианты ответа

  1. 10\,\text{г}
  2. 20\,\text{г}
  3. 40\,\text{г}
  4. 60\,\text{г}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
m_0
80\,\text{г}
T
4\,\text{сут}
t
12\,\text{сут}
Найти

m

  1. n=\frac{t}{T}n=\frac{12}{4}n = 3
  2. m=m_0\cdot2^{-n}m=80\cdot2^{-3}\,\text{г}m = 10\,\text{г}

Ответ10\,\text{г}

Позиция в подборке: 7 из 18

Задача №178

Энергия связи, деление и реактор

Удельная энергия связи 8 МэВ/нуклон, массовое число 16. Найдите полную энергию связи.

Варианты ответа

  1. 128\,\text{МэВ}
  2. 256\,\text{МэВ}
  3. 64\,\text{МэВ}
  4. 384\,\text{МэВ}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
e
8\,\text{МэВ/нуклон}
A
16\,\text{нуклонов}
Найти

E

  1. E=eAE=8 \cdot 16E=128\,\text{МэВ}

    Умножаем среднюю энергию на число нуклонов.

Ответ128\,\text{МэВ}

Позиция в подборке: 8 из 18

Задача №179

Энергия связи, деление и реактор

Удельная энергия связи 7{,}5 МэВ/нуклон, массовое число 20. Найдите полную энергию связи.

Варианты ответа

  1. 300\,\text{МэВ}
  2. 150\,\text{МэВ}
  3. 75\,\text{МэВ}
  4. 450\,\text{МэВ}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
e
7{,}5\,\text{МэВ/нуклон}
A
20\,\text{нуклонов}
Найти

E

  1. E=eAE=7{,}5 \cdot 20E=150\,\text{МэВ}

    Умножаем среднюю энергию на число нуклонов.

Ответ150\,\text{МэВ}

Позиция в подборке: 9 из 18

Задача №180

Энергия связи, деление и реактор

Сумма масс свободных нуклонов 4{,}032 а.е.м., масса связанного ядра 4{,}002 а.е.м. Найдите энергию связи, используя 931{,}5 МэВ на 1 а.е.м. дефекта массы.

Варианты ответа

  1. 55{,}89\,\text{МэВ}
  2. 27{,}945\,\text{МэВ}
  3. 13{,}9725\,\text{МэВ}
  4. 83{,}835\,\text{МэВ}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
m_1
4{,}032\,\text{а.е.м.}
m_2
4{,}002\,\text{а.е.м.}
k
931{,}5\,\text{МэВ/а.е.м.}
Найти

E

  1. \Delta m=m_1-m_2\Delta m=4{,}032 - 4{,}002\Delta m=0{,}03\,\text{а.е.м.}

    Связанное ядро имеет меньшую массу.

  2. E=\Delta m\cdot kE=0{,}03 \cdot 931{,}5E=27{,}945\,\text{МэВ}

    Используем эквивалентность массы и энергии.

Ответ27{,}945\,\text{МэВ}

Позиция в подборке: 10 из 18

Задача №181

Энергия связи, деление и реактор

Сумма масс свободных нуклонов 12{,}1 а.е.м., масса связанного ядра 12 а.е.м. Найдите энергию связи, используя 931{,}5 МэВ на 1 а.е.м. дефекта массы.

Варианты ответа

  1. 186{,}3\,\text{МэВ}
  2. 46{,}575\,\text{МэВ}
  3. 93{,}15\,\text{МэВ}
  4. 279{,}45\,\text{МэВ}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
m_1
12{,}1\,\text{а.е.м.}
m_2
12\,\text{а.е.м.}
k
931{,}5\,\text{МэВ/а.е.м.}
Найти

E

  1. \Delta m=m_1-m_2\Delta m=12{,}1 - 12\Delta m=0{,}1\,\text{а.е.м.}

    Связанное ядро имеет меньшую массу.

  2. E=\Delta m\cdot kE=0{,}1 \cdot 931{,}5E=93{,}15\,\text{МэВ}

    Используем эквивалентность массы и энергии.

Ответ93{,}15\,\text{МэВ}

Позиция в подборке: 11 из 18

Задача №182

Энергия связи, деление и реактор

В одном делении выделяется 200 МэВ. Произошло 1000000000000 делений. Электрический КПД 30 %. Найдите электрическую энергию в джоулях. 1 МэВ = 1{,}602\cdot 10^{-13} Дж.

Варианты ответа

  1. 19{,}224\,\text{Дж}
  2. 4{,}806\,\text{Дж}
  3. 9{,}612\,\text{Дж}
  4. 28{,}836\,\text{Дж}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
E
200\,\text{МэВ}
N
1000000000000\,\text{делений}
e
30\,\text{\%}
k
1{,}602\cdot 10^{-13}\,\text{Дж/МэВ}
Найти

W

  1. Q_1=EkQ_1=200 \cdot 1{,}602\cdot 10^{-13}Q_1=3{,}204\cdot 10^{-11}\,\text{Дж}

    Переводим энергию одного деления в джоули.

  2. Q=Q_1NQ=3{,}204\cdot 10^{-11} \cdot 1000000000000Q=32{,}04\,\text{Дж}

    Находим всю выделившуюся энергию.

  3. W=Q\frac{\eta}{100}W=\frac{32{,}04 \cdot 30}{100}W=9{,}612\,\text{Дж}

    Часть тепловой энергии превращается в электрическую.

Ответ9{,}612\,\text{Дж}

Позиция в подборке: 12 из 18

Задача №183

Энергия связи, деление и реактор

В одном делении выделяется 200 МэВ. Произошло 2000000000000 делений. Электрический КПД 40 %. Найдите электрическую энергию в джоулях. 1 МэВ = 1{,}602\cdot 10^{-13} Дж.

Варианты ответа

  1. 51{,}264\,\text{Дж}
  2. 12{,}816\,\text{Дж}
  3. 76{,}896\,\text{Дж}
  4. 25{,}632\,\text{Дж}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
E
200\,\text{МэВ}
N
2000000000000\,\text{делений}
e
40\,\text{\%}
k
1{,}602\cdot 10^{-13}\,\text{Дж/МэВ}
Найти

W

  1. Q_1=EkQ_1=200 \cdot 1{,}602\cdot 10^{-13}Q_1=3{,}204\cdot 10^{-11}\,\text{Дж}

    Переводим энергию одного деления в джоули.

  2. Q=Q_1NQ=3{,}204\cdot 10^{-11} \cdot 2000000000000Q=64{,}08\,\text{Дж}

    Находим всю выделившуюся энергию.

  3. W=Q\frac{\eta}{100}W=\frac{64{,}08 \cdot 40}{100}W=25{,}632\,\text{Дж}

    Часть тепловой энергии превращается в электрическую.

Ответ25{,}632\,\text{Дж}

Позиция в подборке: 13 из 18

Задача №184

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

Образец массой 2 кг поглотил 0{,}004 Дж энергии излучения. Найдите поглощённую дозу D = E/m в греях.

Варианты ответа

  1. 0{,}004\,\text{Гр}
  2. 0{,}002\,\text{Гр}
  3. 0{,}001\,\text{Гр}
  4. 0{,}006\,\text{Гр}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
m
2\,\text{кг}
E
0{,}004\,\text{Дж}
Найти

D

  1. D=\frac{E}{m}D=\frac{0{,}004}{2}D=0{,}002\,\text{Гр}

    Один грей равен одному джоулю на килограмм.

Ответ0{,}002\,\text{Гр}

Позиция в подборке: 14 из 18

Задача №185

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

Образец массой 4 кг поглотил 0{,}012 Дж энергии излучения. Найдите поглощённую дозу D = E/m в греях.

Варианты ответа

  1. 0{,}006\,\text{Гр}
  2. 0{,}0015\,\text{Гр}
  3. 0{,}003\,\text{Гр}
  4. 0{,}009\,\text{Гр}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
m
4\,\text{кг}
E
0{,}012\,\text{Дж}
Найти

D

  1. D=\frac{E}{m}D=\frac{0{,}012}{4}D=0{,}003\,\text{Гр}

    Один грей равен одному джоулю на килограмм.

Ответ0{,}003\,\text{Гр}

Позиция в подборке: 15 из 18

Задача №186

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

После каждого одинакового защитного слоя регистрируется половина исходного для этого слоя числа частиц. Перед защитой регистрировалось 800 частиц в секунду. Сколько будет после двух слоёв?

Варианты ответа

  1. 400\,\text{частиц/с}
  2. 100\,\text{частиц/с}
  3. 200\,\text{частиц/с}
  4. 600\,\text{частиц/с}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
N
800\,\text{частиц/с}
Найти

N_2

  1. N_1=\frac{N}{2}N_1=\frac{800}{2}N_1=400\,\text{частиц/с}

    Первый слой уменьшает интенсивность вдвое.

  2. N_2=\frac{N_1}{2}N_2=\frac{400}{2}N_2=200\,\text{частиц/с}

    Второй действует на ослабленный поток.

Ответ200\,\text{частиц/с}

Позиция в подборке: 16 из 18

Задача №187

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

После каждого одинакового защитного слоя регистрируется половина исходного для этого слоя числа частиц. Перед защитой регистрировалось 1200 частиц в секунду. Сколько будет после двух слоёв?

Варианты ответа

  1. 600\,\text{частиц/с}
  2. 150\,\text{частиц/с}
  3. 900\,\text{частиц/с}
  4. 300\,\text{частиц/с}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
N
1200\,\text{частиц/с}
Найти

N_2

  1. N_1=\frac{N}{2}N_1=\frac{1200}{2}N_1=600\,\text{частиц/с}

    Первый слой уменьшает интенсивность вдвое.

  2. N_2=\frac{N_1}{2}N_2=\frac{600}{2}N_2=300\,\text{частиц/с}

    Второй действует на ослабленный поток.

Ответ300\,\text{частиц/с}

Позиция в подборке: 17 из 18

Задача №188

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

В одной реакции синтеза выделяется 17{,}6 МэВ. Произошло 1000000000000 реакций, 0{,}5 доли энергии передано нагреваемому веществу. Найдите переданную энергию в джоулях. 1 МэВ = 1{,}602\cdot 10^{-13} Дж.

Варианты ответа

  1. 2{,}81952\,\text{Дж}
  2. 0{,}70488\,\text{Дж}
  3. 4{,}22928\,\text{Дж}
  4. 1{,}40976\,\text{Дж}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
E
17{,}6\,\text{МэВ}
N
1000000000000\,\text{реакций}
r
0{,}5\,\text{доля}
k
1{,}602\cdot 10^{-13}\,\text{Дж/МэВ}
Найти

W

  1. e=Eke=17{,}6 \cdot 1{,}602\cdot 10^{-13}e=2{,}81952\cdot 10^{-12}\,\text{Дж}

    Переводим энергию реакции в СИ.

  2. Q=eNQ=2{,}81952\cdot 10^{-12} \cdot 1000000000000Q=2{,}81952\,\text{Дж}

    Складываем энергии всех реакций.

  3. W=QrW=2{,}81952 \cdot 0{,}5W=1{,}40976\,\text{Дж}

    Учитываем долю переданной энергии.

Ответ1{,}40976\,\text{Дж}

Позиция в подборке: 18 из 18

Задача №189

Ионизирующее излучение и термоядерный синтез

В одной реакции синтеза выделяется 17{,}6 МэВ. Произошло 2000000000000 реакций, 0{,}75 доли энергии передано нагреваемому веществу. Найдите переданную энергию в джоулях. 1 МэВ = 1{,}602\cdot 10^{-13} Дж.

Варианты ответа

  1. 4{,}22928\,\text{Дж}
  2. 8{,}45856\,\text{Дж}
  3. 2{,}11464\,\text{Дж}
  4. 12{,}6878\,\text{Дж}
Показать разборСкрыть разбор
Дано
E
17{,}6\,\text{МэВ}
N
2000000000000\,\text{реакций}
r
0{,}75\,\text{доля}
k
1{,}602\cdot 10^{-13}\,\text{Дж/МэВ}
Найти

W

  1. e=Eke=17{,}6 \cdot 1{,}602\cdot 10^{-13}e=2{,}81952\cdot 10^{-12}\,\text{Дж}

    Переводим энергию реакции в СИ.

  2. Q=eNQ=2{,}81952\cdot 10^{-12} \cdot 2000000000000Q=5{,}63904\,\text{Дж}

    Складываем энергии всех реакций.

  3. W=QrW=5{,}63904 \cdot 0{,}75W=4{,}22928\,\text{Дж}

    Учитываем долю переданной энергии.

Ответ4{,}22928\,\text{Дж}

Теория по этим задачам

Разберитесь в теме, если задача не поддаётся.

Энергия связи, деление и реакторДефект массы, цепная реакция, критические условия и атомная энергетика.Ионизирующее излучение и термоядерный синтезБиологическое действие, защита, синтез, частицы и античастицы.

Формулы по теме

Обозначения и единицы измерения ищите в справочнике.

ЭнергияE, W · Дж