Электронный захват, к-захват.
Один из видов бета-распада атомных ядер. При электронном захвате один из протонов ядра захватывает орбитальный электрон и превращается в нейтрон, испуская электронное нейтрино. Заряд ядра при этом уменьшается на единицу. Массовое число ядра, как и во всех других видах бета-распада, не изменяется. Этот процесс характерен для протонно-избыточных ядер. Если энергетическая разница между родительским и дочерним атомом (доступная энергия бета-распада) превышает 1,022 МэВ (удвоенную массу электрона), электронный захват всегда конкурирует с другим типом бета-распада, позитронным распадом.
Поскольку число протонов в ядре (т.е. заряд ядра) при электронном захвате уменьшается, этот процесс превращает ядро одного химического элемента в ядро другого элемента, расположенного ближе к началу таблицы Менделеева.
Общая формула электронного захвата:
.
Альфа-распад.
Вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание ядра гелия 42He - альфа-частицы. При этом массовое число уменьшается на 4, а атомный номер — на 2. Альфа-распад наблюдается только у тяжёлых ядер (атомный номер должен быть больше 82, массовое число должно быть больше 200).
Вариант 1
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 11Н : 11Н, 3316S, 6028Ni, 14462Sm, 20782Pb, 24395Am.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 11Н : 11Н, 3316S, 6028Ni, 14462Sm, 20782Pb, 24395Am.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани альфа-частиц 21084Ро, если масса полония-210 = 210,04826 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=206,03859 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 2211Nа экраном из воды толщиной 20 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 2411Nа, активностью 7,4*108 Бк на расстоянии 50 см.
Задача 6
Определить активность источника 13555Cs через 75 суток, если активность А0=106 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из воды 40 см толщиной, если длина релаксации 9 см.
Задача 8
Определить активность 1,5*10-5 г 6027Со.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 24m11Na.
позитронном распаде 106C.
-распаде 104Be.
к-захвате 74Be.
-распаде 23592U.
Вариант 2
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 21Н : 21Н, 3517Cl, 6529Cu, 14761Pm, 20381Tl, 24094Pu.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 21Н : 21Н, 3517Cl, 6529Cu, 14761Pm, 20381Tl, 24094Pu.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани альфа-частиц 22792U, если масса U-227 = 227,10166 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=223,09036 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 8637Rb экраном из Fe толщиной 5 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 7633As, активностью 7,4*109 Бк на расстоянии 1 м.
Задача 6
Определить активность источника 8338Sr через 20 суток, если активность А0=8*107 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из гидрида титана 10 см толщиной, если сечение выведения 0,187 см-1.
Задача 8
Определить активность 2*10-6 г 19979Au.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 24m13Al.
позитронном распаде 137N.
-распаде 198O.
к-захвате 4120Ca.
-распаде 23892U.
Вариант 3
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 31Н : 31Н, 3818Ar, 6730Zn, 10042Mo, 20680Hg, 24093Np.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 31Н : 31Н, 3818Ar, 6730Zn, 10042Mo, 20680Hg, 24093Np.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани альфа-частиц 22690Th, если масса Th-226 = 226,09525 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=224,09001 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 9139Y экраном из Pb толщиной 5 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 8235Br, активностью 5,55*108 Бк на расстоянии 0,8 м.
Задача 6
Определить активность источника 7534Se через 250 суток, если активность А0=3,5*108 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из полиэтилена 15 см толщиной, если длина релаксации 7,8 см.
Задача 8
Определить активность 1,3*10-6 г 19879Au.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 26m13Al.
позитронном распаде 158O.
-распаде 137N.
к-захвате 4422Ti.
-распаде 23492U.
Вариант 4
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 32Не : 32Не, 4119К, 5927Со, 23892U, 11349In, 19779Au.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 32Не : 32Не, 4119К, 5927Со, 23892U, 11349In, 19779Au.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани бета-частиц при распаде нейтрона, если масса нейтр. = 1,008665 а.е.м., mе=5,4858026*10-4 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=1,00727647 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 9541Nb экраном из W толщиной 1,5 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 5625Mn, активностью 9,25*108 Бк на расстоянии 0,75 м.
Задача 6
Определить активность источника 5727Co через 200 суток, если активность А0=8*108 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из Ni 10 см толщиной, если длина релаксации 5,8 см.
Задача 8
Определить активность 8*10-6 г 5727Co.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 30m13Al.
позитронном распаде 6229Cu.
-распаде 6629Cu.
к-захвате 4824Cr.
-распаде 23290Th.
Вариант 5
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 42Не : 42Не, 4620Ca, 9038Sr, 12250Sn, 19576Os, 23490Th.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 42Не : 42Не, 4620Ca, 9038Sr, 12250Sn, 19576Os, 23490Th.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани бета-частиц при распаде 31H, если масса H-3 = 3,016997 а.е.м., m=5,4858026*10-4 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=3,016977 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 4118Ar экраном из бетона толщиной 15 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 14057La, активностью 20 мКи на расстоянии 1,2 м.
Задача 6
Определить активность источника 14158Cе через 100 суток, если активность А0=109 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из меди 8,9 см толщиной, если длина релаксации 6,6 см.
Задача 8
Определить активность 5*10-5 г 14056Ва.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 34m17Cl.
позитронном распаде 2312Mg.
-распаде 2712Mg.
к-захвате 4019K.
-распаде 22688Ra.
Вариант 6
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 11Н : 11Н, 4521Sc, 8939Y, 12151Sb, 16969Tu, 21282Pb.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 11Н : 11Н, 4521Sc, 8939Y, 12151Sb, 16969Tu, 21282Pb.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 24698Cf, если масса Cf=246= 246,14543 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=242,13420 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 4118Ar экраном из бетона толщиной 20 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 2411Na, активностью 1,85*109 Бк на расстоянии 1,3 м.
Задача 6
Определить активность источника 2211Na через 3,5 года, если активность А0=107 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из воды 80 см толщиной, если длина релаксации 6,2 см.
Задача 8
Определить активность 5 мг 2211Na.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 38m19K.
позитронном распаде 3518Ar.
-распаде 4118Ar.
к-захвате 3718Ar.
-распаде 22288Ra.
Вариант 7
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 21Н : 21Н, 2812Mg, 6026Fe, 8935Br, 11547Ag, 15060Nd, 18172Hf, 23088Ra.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 21Н : 21Н, 2812Mg, 6026Fe, 8935Br, 11547Ag, 15060Nd, 18172Hf, 23088Ra.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 24296Cm, если массаCm=242= 242,13420 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=238,12366 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 8637Rb экраном из Fe толшиной 10 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 4219K, активностью 3,7*109 Бк на расстоянии 0,9 м.
Задача 6
Определить активность источника 5124Cr через 90 суток, если активность А0=8,2*106 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из гидрида лития 15 см толщиной, если длина релаксации 11 см.
Задача 8
Определить активность 7*104 г 5625Mn.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 38m17Cl.
позитронном распаде 189F.
-распаде 209F.
к-захвате 9141Nb.
-распаде 22588Ra.
Вариант 8
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 31Н : 31Н, 2814Si, 5423V, 9437Rb, 12249In, 15864Gd, 21483Bi.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 31Н : 31Н, 2814Si, 5423V, 9437Rb, 12249In, 15864Gd, 21483Bi.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 146C, если масса C=14 = 14,007682 а.е.м., m=5,4858026*10-4 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=14,007515 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 9139Y экраном из бетона толщиной 25 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 8235Br, активностью 7,4*108 Бк на расстоянии 1,1 м.
Задача 6
Определить активность источника 7534Se через 250 суток, если активность А0=107 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из железа 15 см толщиной, если длина релаксации 6 см.
Задача 8
Определить активность 10-3 г 9541Nb.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 42m21Sc.
позитронном распаде 1910Ne.
-распаде 2310Ne.
к-захвате 8640Zr.
-распаде 22188Ra.
Вариант 9
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 32Нe : 32Нe, 2913Al, 5524Cr, 9640Zr, 13051Sb, 15863Eu, 24694Pu.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 32Нe : 32Нe, 2913Al, 5524Cr, 9640Zr, 13051Sb, 15863Eu, 24694Pu.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 24396Cm, если масса Cm-243 = 243,13694 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=239,12653 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 20380Hg экраном из H2O толщиной 10 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 15263Eu, активностью 7,4*109 Бк на расстоянии 1,5 м.
Задача 6
Определить активность источника 15463Eu через 30 лет, если активность А0=105 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из парафина С30Н62 15 см толщиной, если сечение выведения 80 барн, плотность парафина 0,952 г/см3.
Задача 8
Определить активность 5*10-4 г 14056Ва.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 45m21Sc.
позитронном распаде 2714Si.
-распаде 3114Si.
к-захвате 8840Zr.
-распаде 23191Pa.
Вариант 10
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 42Нe : 42Нe, 4017Сl, 10042Мо, 15060Nd, 20078Pt, 23092U.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 42Нe : 42Нe, 4017Сl, 10042Мо, 15060Nd, 20078Pt, 23092U.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 21988Ra, если масса Ra-219 = 219,07824 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=215,06562 а.е.м.
Задача 4
Определить кратность ослабления гамма-квантов 18574W экраном из W толщиной 1 см.
Задача 5
Определить мощность дозы Р в Р/час от точечного гамма-источника 19277Ir, активностью 1,11*108 Бк на расстоянии 0,5 м.
Задача 6
Определить активность источника 17069Tu через 390 суток, если активность А0=107 Бк.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов реакторного спектра экраном из свинца 10 см толщиной, если длина релаксации 15 см.
Задача 8
Определить активность 9*10-4 г 14057Lа.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 44m21Sc.
позитронном распаде 2513Al.
-распаде 2813Al.
к-захвате 8337Rb.
-распаде 25098Cf.
Вариант 11
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 21Н : 21Н, 2311Na, 5442Мо, 15024Cr, 8135Br, 11046Pd, 15060Nd, 17571Lu, 20882Pb.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 21Н : 21Н, 2311Na, 5442Мо, 15024Cr, 8135Br, 11046Pd, 15060Nd, 17571Lu, 20882Pb.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 21886Rn, если масса Rn-218 = 218,07351 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=214,06185 а.е.м.
Задача 4
Определить мощность дозы Р в Зв/час от точечного гамма-источника 8238Br, активностью 3*107 Бк на расстоянии 85 cм.
Задача 5
Определить активность источника 7633As через 18 суток, если активность А0=108 Бк.
Задача 6
Определить активность 10-5 г 8637Rb.
Задача 7
Определить кратность ослабления гамма-квантов 8637Rb экраном из Fe толщиной 8 см.
Задача 8
Определить кратность ослабления пучка нейтронов реакторного спектра экраном из бетона 50 см толщиной, если длина релаксации 9,6 см.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 50m21Sc.
позитронном распаде 3719K.
-распаде 4219K.
к-захвате 9241Nb.
-распаде 24395Am.
Вариант 12
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 11Н : 11Н, 2612Mg, 5625Мn, 9338Sr, 11347Ag, 14559Pr, 18172Hf, 20680Hg.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 11Н : 11Н, 2612Mg, 5625Мn, 9338Sr, 11347Ag, 14559Pr, 18172Hf, 20680Hg.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 21786Rn, если масса Rn-217 = 217,07155 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=213,05922 а.е.м.
Задача 4
Определить мощность дозы Р в P/час от точечного гамма-источника 14057La, активностью 109 Бк на расстоянии 0,65 м.
Задача 5
Определить активность источника 14056Ba через 100 суток, если активность А0=3,7*108 Бк.
Задача 6
Определить активность 50 мг 14138Се.
Задача 7
Определить кратность ослабления гамма-квантов 13755Cs экраном из графита толщиной 200 мм. (углерода) = 1,67 г/см3.
Задача 8
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из парафина (С30Н62, = 0,952 г/см3) 40 см толщиной, если его микроскопическое сечение выведения равно 80 барн.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 50m25Mn.
позитронном распаде 3920Ca.
-распаде 4520Ca.
к-захвате 9342Mo.
-распаде 24496Cm.
Вариант 13
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 31Н : 31Н, 2913Al, 6126Fe, 9739Y, 12148Cd, 16265Tb, 21287Fr.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 31Н : 31Н, 2913Al, 6126Fe, 9739Y, 12148Cd, 16265Tb, 21287Fr.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 21284Po, если масса Po-212 = 212,05487 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=208,04451 а.е.м.
Задача 4
Определить мощность дозы Р в P/час от точечного гамма-источника 13153I, активностью 8*109 Бк на расстоянии 1,5 м.
Задача 5
Определить активность источника 13755Cs через 20 лет, если активность А0=0,5 Ки.
Задача 6
Определить активность 90 мг 13455Сs.
Задача 7
Определить кратность ослабления гамма-квантов 9541Nb экраном из меди толщиной 12 см.
Задача 8
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из резины ((С5Н8)n, = 0,92 г/см3) 160 мм толщиной, если ее микроскопическое сечение выведения равно 12 барн.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 52m25Mn.
позитронном распаде 3317Cl.
-распаде 3917Cl.
к-захвате 5425Mn.
-распаде 24094Pu.
Вариант 14
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 32Нe : 32Нe, 3214Si, 5829Cu, 9740Zr, 13352Te, 15361Pm, 18874W, 24694Pu.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 32Нe : 32Нe, 3214Si, 5829Cu, 9740Zr, 13352Te, 15361Pm, 18874W, 24694Pu.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 22087Fr, если масса Fr-220 = 220,08086 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=216,06967 а.е.м.
Задача 4
Определить мощность дозы Р в P/час от точечного гамма-источника 12451I, активностью 0,03 Ku на расстоянии 1,15 м.
Задача 5
Определить активность 27мг 7633Аs через 15 дней.
Задача 6
Определить кратность ослабления гамма-квантов 89m39Y экраном из воды толщиной 180 мм.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из окиси алюминия ((Al2O3, = 4 г/см3) 100 мм толщиной, если ее микроскопическое сечение выведения равно 5,59 барн.
Задача 8
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из гидрида лития 8 см толщиной, если длина релаксации 11 см.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 52m26Fe.
позитронном распаде 3116S.
-распаде 3516S.
к-захвате 5124Cr.
-распаде 23894Pu.
Вариант 15
Задача 1
Определить размеры ядер и произвести сравнение с ядром 42Нe : 42Нe, 3415P, 7330Zn, 8941Nb, 11651Sb, 14362Sm, 18673Ta, 23294Pu.
Задача 2
Определить радиус атомов и сравнить с атомом 42Нe : 42Нe, 3415P, 7330Zn, 8941Nb, 11651Sb, 14362Sm, 18673Ta, 23294Pu.
Задача 3
Определить ЛПЭ и ЛПИ в воздухе и биоткани -частиц 22488Ra, если масса Ra-224 = 224,09001 а.е.м., m=4,003873 а.е.м. Идентифицировать дочерний нуклид, если его mх=220,07993 а.е.м.
Задача 4
Определить мощность дозы Р в P/час от точечного гамма-источника 4219K, активностью 0,5 Ku на расстоянии 1,25 м.
Задача 5
Определить активность 10 мг 5124Cr через 6 месяцев.
Задача 6
Определить кратность ослабления гамма-квантов 4118Ar экраном из бетона толщиной 300 мм.
Задача 7
Определить кратность ослабления пучка нейтронов деления экраном из двуокиси кремния ((SiO2, = 2,32 г/см3) 250 мм толщиной, если ее микроскопическое сечение выведения равно 3,26 барн.
Задача 8
Определить энергию связи на один нуклон.
Задача 9
Разработать схему физической модели и идентифицировать дочерний нуклид при:
-распада 58m27Co.
позитронном распаде 3015P.
-распаде 3315P.
к-захвате 5526Fe.
-распаде 23994Pu.
Литература:
1. Гордеев И. В. И др Справочник по ядерно-физическим константам для расчета реакторов / И. В. Гордеев, Д. А. Кардашев, А. В. Малышев. — М. : Изд-во государственного комитета Совета министров СССР по использованию атомной энергии, 1960, стр. 225.
2. Пономаренко П.А. и др. «Справочник ядерно-физических и радиобиологических констант». – Севастополь: СНУЯЭиП,2012.
3. Шаров Ю.Н., Шубин Н.В. Дозиметрия и радиационная безопасность: Учебник для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
4. Конспект лекций.
Оглавление
Введение 3
Указания к выполнению индивидуальных заданий 4
Методические указания к решению задач 5
Варианты задач 12
Литература 27