Sprawdź się
Akademik Łomonosow, pierwsza pływająca elektrownia jądrowa ma na swoim pokładzie dwa zmodyfikowane reaktory jądrowe typu KLT-40 (rodzina reaktorów używanych na lodołamaczach). Każdy z reaktorów ma moc 35 MW energii elektrycznej. Poza energią elektryczną elektrownia dostarcza również ciepło. Akademik Łomonosow jest zacumowany w mieście portowym Pewek, które jest najdalej wysuniętym na północ miastem w Federacji Rosyjskiej. Oblicz, ile GWh (gigawatogodzin) energii elektrycznej dostarczy elektrownia Akademik Łomonosow w ciągu roku, jeżeli pracuje stale na tym samym poziomie.
W ciągu roku elektrownia Akademik Łomonosow dostarcza ............ GWh energii elektrycznej.
Średnie zużycie energii elektrycznej dla mieszkania o powierzchni 70 w Polsce wynosi około 2 MWh rocznie. Energia wytwarzana przez elektrownię Akademik Łomonosow wystarczyłaby na zasilenie ponad 300000 mieszkań rocznie (jeżeli zaniedbamy straty energii na liniach przesyłowych).
W Korei Południowej opracowano projekt małego reaktora jądrowego (reaktor SMART) połączonego z czterema modułami do odsalania wody, które mogą produkować łącznie 40 tysięcy m3 czystej wody dziennie. Mieszkaniec polskiego miasta zużywa średnio 95 litrów wody dziennie. Dla ilu mieszkańców Polski dziennie taka stacja odsalania może dostarczyć potrzebną ilość wody? Stacja odsalania z reaktorem SMART może dostarczyć wodę dla Tu uzupełnij tys. mieszkańców.
Szacuje się, że jedna piąta populacji świata nie ma dostępu do czystej wody pitnej. W roku 2015 na świecie znajdowało się około 19000 stacji odsalania wody, z czego większość była zasilana energią pochodzącą ze złóż kopalnianych. W stacjach odsalania stosuje się dwie metody do produkcji czystej wody. Słona woda jest albo podgrzewana, a następnie skraplana jako woda destylowana, albo jest przepuszczana pod ciśnieniem przez układ filtrów (membran).
W Korei Południowej opracowano projekt małego reaktora jądrowego (reaktor SMART) połączonego z czterema modułami do odsalania wody, które mogą produkować łącznie 40 tysięcy m3 czystej wody dziennie. Mieszkaniec polskiego miasta zużywa średnio 95 litrów wody dziennie. Dla ilu mieszkańców Polski dziennie taka stacja odsalania może dostarczyć potrzebną ilość wody? Wynik podaj z dokładnością do liczb całkowitych.
Stacja odsalania z reaktorem SMART może dostarczyć wodę dla ............ tys. mieszkańców.
W przemianie alfa, tak jak w reakcjach jądrowych, spełniona jest zasada zachowania ładunku oraz zasada zachowania liczby nukleonów. Oznacza to, że w wyniku emisji cząstki alfa (42α) jądro X o liczbie masowej A i liczbie atomowej Z ulega przemianie w jądro Y o liczbie masowej A - 4 i liczbie atomowej Z - 2, co możemy zapisać schematycznie w postaci
W czujnikach dymu wykorzystuje się ameryk-241, 241Am, alfa promieniotwórczy radioizotop. Zasięg promieniowania alfa w powietrzu wynosi kilka centymetrów. Promieniowanie alfa jest mało przenikliwe, wystarczy kartka papieru, aby je zatrzymać. Gdy dym dostanie się do wnętrza czujnika, cząstki alfa emitowane ze źródła ameryku-241 są w nim zatrzymywane i nie docierają do miernika znajdującego się naprzeciwko, co powoduje włączenie alarmu. Wewnątrz czujnika dymu znajduje się około 0,2 mg ameryku-241.
W wyniku emisji cząstki alfa jądro ameryku-241 ulega przemianie w jądro pewnego izotopu neptunu (Np). Określ liczby masową i atomową powstałego jądra neptunu. A = Tu uzupełnij Z = Tu uzupełnij
Przemiana alfa polega na spontanicznej emisji cząstki alfa z jądra atomowego.
W przemianie alfa, tak jak w reakcjach jądrowych, spełniona jest zasada zachowania ładunku oraz zasada zachowania liczby nukleonów. Oznacza to, że w wyniku emisji cząstki alfa (42α) jądro X o liczbie masowej A i liczbie atomowej Z ulega przemianie w jądro Y o liczbie masowej A - 4 i liczbie atomowej Z - 2, co możemy zapisać schematycznie w postaci
W czujnikach dymu wykorzystuje się ameryk-241, 241Am, alfa promieniotwórczy radioizotop. Zasięg promieniowania alfa w powietrzu wynosi kilka centymetrów. Promieniowanie alfa jest mało przenikliwe, wystarczy kartka papieru, aby je zatrzymać. Gdy dym dostanie się do wnętrza czujnika, cząstki alfa emitowane ze źródła ameryku-241 są w nim zatrzymywane i nie docierają do miernika znajdującego się naprzeciwko, co powoduje włączenie alarmu. Wewnątrz czujnika dymu znajduje się około 0,2 mg ameryku-241.
W wyniku emisji cząstki alfa jądro ameryku-241 ulega przemianie w jądro pewnego izotopu neptunu (Np). Określ liczby masową i atomową powstałego jądra neptunu.
A = ............
Z = ............
Czas połowicznego zaniku T1/2, to czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w próbce malej o połowę. Oszacuj jaki procent pierwotnej zawartości trytu znajdującego się w elementach zegarka zostanie po około 50 latach użytkowania. Do obliczeń przyjmij, że czas połowicznego zaniku trytu T1/2 = 12,5 lat Po około 50 latach użytkowania w elementach zegarka zostaje Tu uzupełnij % początkowej zawartości trytu.
W niektórych wysokiej klasy zegarkach stosuje się tzw. podświetlanie trytem, 3H, radioizotopem wodoru. We wskazówkach, indeksach i elementach cyferblatu zegarka umieszcza się np. maleńkie rurki (o średnicach poniżej 1 mm) wypełnione gazem trytowym i pokryte luminoforem. Promieniowanie beta powstałe w wyniku przemian trytu pobudza luminofor do świecenia. Elementy zegarka świecą dzięki temu w trybie ciągłym. Czas działania takiego typu podświetlenia wynosi zazwyczaj 10-20 lat, jednak w najnowszych zegarkach jednej ze Szwajcarskich firm może sięgać nawet 50 lat.
Czas połowicznego zaniku T1/2, to czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w próbce malej o połowę. Oszacuj jaki procent pierwotnej zawartości trytu znajdującego się w elementach zegarka zostanie po około 50 latach użytkowania. Do obliczeń przyjmij, że czas połowicznego zaniku trytu T1/2 = 12,5 lat
Po około 50 latach użytkowania w elementach zegarka zostaje ............ % początkowej zawartości trytu.
Zdjęcie przedstawia przenośny miernik poziomu cieczy w zamkniętych zbiornikach. Źródło promieniowania gamma znajduje się na końcu uchwytu. Po drugiej stronie uchwytu umieszczony jest detektor podłączony do wyskalowanego wskaźnika. Gdy ciecz w zbiorniku znajduje się poniżej poziomu, na którym znajduje się źródło i detektor, rejestrowane jest promieniowanie o intensywności IIndeks dolny 00. Gdy ciecz znajduje się powyżej testowanego poziomu, rejestrowana intensywność I jest mniejsza, ponieważ część promieniowania ulega absorpcji w cieczy.
Wewnętrzna średnica butli wynosi 30 cm. Promieniowanie gamma jest zatrzymywane w cieczy znajdującej się w butli, w taki sposób, że intensywność promieniowania I maleje o połowę po przejściu przez warstwę cieczy o grubości 10 cm, I (10 cm) = IIndeks dolny 00. Miernik został wyskalowany dla pustej butli. O ile procent spadnie odczyt intensywność promieniowania, gdy przyłożymy miernik poniżej poziomu cieczy? Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.
Wskazania miernika spadną o ............ %.
Badania składu skały magmowej wykazały, że zawiera ona o 75% mniej potasu-40, niż analogiczna skała, która zostałaby utworzona obecnie. Oblicz wiek skały magmowej wiedząc, że czas połowicznego zaniku potasu-40 wynosi 1,25 miliona lat. Wiek skały wynosi zatem Tu uzupełnij miliona lat.
Izotopowe metody datowania są stosowane w geochronologii do określania wieku skał. Jedna z metod polega na określaniu zawartości promieniotwórczego potasu-40 oraz produktów jego rozpadu w badanej próbce.
Badania składu skały magmowej wykazały, że zawiera ona o 75% mniej potasu-40, niż analogiczna skała, która zostałaby utworzona obecnie. Oblicz wiek skały magmowej wiedząc, że czas połowicznego zaniku potasu-40 wynosi 1,25 miliona lat. Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.
Wiek skały wynosi zatem ............ miliona lat.
gdzie A0 to aktywność początkowa, a T1/2 to czas połowicznego zaniku, czyli czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w próbce malej o połowę.
W defektoskopii, czyli w badaniach jakości materiałów stosuje się izotop promieniotwórczy iryd-192, 192Ir. Aktywność początkowa próbki irydu w defektoskopie wynosiła 1012 Bq. Oblicz aktywność próbki po 5 miesiącach. Przyjmij, że jeden miesiąc trwa 30 dni, a czas połowicznego zaniku irydu-192 T1/2 ≈ 75 dni. Po 5 miesiącach aktywność próbki irydu w defektoskopie wynosi Tu uzupełnij ⋅ 1011 Bq.
Aktywność promieniotwórcza jest wielkością fizyczną informującą o liczbie przemian promieniotwórczych zachodzących w próbce w czasie jednej sekundy. Jednostką aktywności jest bekerel, Bq. Aktywność 1 Bq oznacza, że w próbce zachodzi średnio 1 przemiana promieniotwórcza w czasie 1 sekundy. Aktywność próbki po czasie t ≥ 0 można opisać funkcją:
gdzie A0 to aktywność początkowa, a T1/2 to czas połowicznego zaniku, czyli czas, w którym liczba nietrwałych obiektów w próbce malej o połowę.
W defektoskopii, czyli w badaniach jakości materiałów stosuje się izotop promieniotwórczy iryd-192, 192Ir. Aktywność początkowa próbki irydu w defektoskopie wynosiła 1012 Bq. Oblicz aktywność próbki po 5 miesiącach. Przyjmij, że jeden miesiąc trwa 30 dni, a czas połowicznego zaniku irydu-192 T1/2 ≈ 75 dni. Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.
Po 5 miesiącach aktywność próbki irydu w defektoskopie wynosi ............ ⋅ 1011 Bq.
Na rysunku przedstawiono schemat stanowiska do pomiaru i kontroli grubości folii aluminiowej. Źródło promieniowania beta i detektor umieszczone są naprzeciwko siebie. Opisz sposób działania przedstawionego stanowiska.
