تمارين

تصميم الدرس

التركيب النووي. 1

النشاط اإلشعاعي. 2 التناقص اإلشعاعي. 3

التفاعالت النووية. 4

التركيب النووي. 1

Cu64ما هو نصف القطر التقريبي لنواة 1تمرين A؟ ماهي قيمة 29

؟ 3,7x10-15mلنواة نصف قطرها

بتجربة هامة لدراسة 1909قام العالمان جيجر وردسان سنة 2ين تمر

تصادم جسيمات ألفا، ثم توجيه هذه الجسيمات لقذف ورقة رقيقة من

.تمت مشاهدة توزع الجسيمات ألفا المنحرفة باستخدام كواشف. الذهب

.تكلم عما تمت مشاهدته في هذه التجربة•

التي ه المشاهدات إلى النتيجة إشرح لما ذا تم التوصل بواسطة هذ•

.بأن الذرة مكونة عموما من الفراغ ونواة صغيرة جدا ومشحونة مفادها

.أعط القيمة التقريبية لقطر ذرة الذهب ونواة الذهب•

:Z-Nاستنتج في المخطط 3تمرين

.أعط رمز النواة لخمس نظائر ممكنة للبوتاسيوم. 1

X40هل تمثل النواة . 2 نظيرا للبوتاسيوم؟ لماذا؟ 20

إن وفرة النظائر في عينات طبيعية تمثل نسب كل نظير لنفس العنصر . 3

وجد في الطبيعة سوى نظيران للبوتاسيوم هما ينفرض أنه . في العينة

g.mol -1 38,96نان الموليتان لهما الكتلتذانوية، ال 41و 39 النظيران

علما بأن . وفرة معتبرةب والموجودانلي على التوا g.mol -1 40,96و

. 39,10g.mol -1:الكتلة المولية للبوتاسيوم الطبيعي هي

.أحسب الوفرة النظائرية للبوتاسيوم

النشاط اإلشعاعي. 2

: في الشكل التالي) Z-N(نعطي المخطط 3تمرين

.نعطي كذلك مستخرجا من الجدول الدوري

االسم ثيليوم يومليث بيريليوم بور كربون

6 5 4 3 2 Z

نظيرا ؟ Xألي نواة يكون العنصر.1

غير مستقرة؟Xهل النواة . 2

ما هو نمط التفكك الذي يمكن أن يحدث لها؟. 3

ما هي النواة التي تشكلها بعد تفككها ؟. 4

أتمم المعادالت التالية واذكر ما هو النمط اإلشعاعي 5تمرين

.المعني

1 . .......RnRa 22286

22688 +→

2. ...........CN 126

127 +→

3 . ........NC 147

126 +→

4 .............HfTa 17472

17473 +→

5 .........PbPo 20982

21384 +→

6 .He........Hf 42

17472 +→

:التالي) Z-N(استنتج من المخطط 6تمرين

:يل األنماط اإلشعاعية التاليةبين مع التعل. 1

المعطى في الدرس، ما هي ميزة ) N - Z(باالعتماد على المخطط . 2

Z < 20: األنوية المستقرة لـ

Y152اإليتربيوم. 3 عنصر مشع، كيف يتفكك؟ 70

.هل النواة األم مشعة؟ علل . 4

في 235ورانيوم يتواجد بين النفايات الناتجة عن انشطار الي. 5

Xe139(المفاعالت النووية اإلكزينون Sr98(السترنسيوم ) 54

ما هو ) . 38

نمط اإلشعاع الممكن أن يحدث لهما؟

238:ليورانيوم لفي العائلة المشعة 7تمرين

.عرف نمط اإلشعاع الموافق لكل سهم. 1

. 238أعط أعداد العناصر الناقصة إلتمام العائلة المشعة لليورانيوم . 2

. 214أكتب المعادلتين النوويتين الممكنتين للبيزموث. 3

لما ذا يتواجد الرصاص في مؤخرة هذه السلسلة المشعة؟. 4

125 130 135 140 145 N

ZU238

Th234

U234

Pa234

Ra226

Po218

Pb214

Bi214

Pb206

Po210

Ti210Pb210

Po214

Bi210

85

90 ?

?

التناقص اإلشعاعي. 3

.استعمل قانون التناقص اإلشعاعي 8تمرين

.عدد وسيط لإلنوية المشعةبعبر عن هذا القانون . 1

.عبر عن ثابت الزمن بداللة نصف العمر. 2

Fr223( 223لفرنسيوم ل. 3دقيقة، إذا كانت 22نصف عمر مقدر بـ )67

ما هي الكتلة المتبقية بعد ساعة؟. g 1,1.10-13لدينا كتلة ابتدائية

.تلة المتبقيةأحسب عدد األنوية ونشاط الك.4

:β-يصدر جسيم 32بمعرفة أن الفوسفور 9تمرين

→+β−: أتمم المعادلة التالية. 1 .......P3215

بمعرفة أن هذه العينة تحتوي على . من الفوسفور1gتوجد عينة كتلتها . 2

وأن كتلة , %53ال يشكل سوى 32عدة نظائر للفوسفور، وأن الفوسفور

لنواة N)0(أحسب العدد .mp=5,35631.10-26 kgي ه 32الفوسفور ذرة

.32الفوسفور

أحسب ومثل في . يوما 14,3هو 32بمعرفة أن نصف عمر الفوسفور. 3

.يوم 40إلى 0من أيام5كل 32لنواة الفوسفور t(N(جدول

.t(N(مثل بيانيا المنحنى . 4

أوجد بيانيا ثابت الزمن . 5λ

=τ1.

Bi212يصدر البيزموث 10 تمرين83 α بنصف عمر

t1/2=60 min تمثل النواة الناتجة عنصر التاليوم ،Tl20881 .

.أكتب معادلة التفكك. 1

.λأحسب قيمة ثابت النشاط اإلشعاعي . 2

هي قيمة ما . ∆t = 6sتفككا خالل 1710.88,1ينتج منبع مشع . 3

لهذا المنبع؟ A النشاط

.للنواة المشعة لحظة القياس Nأعط العدد المتوسط. 4

.حدد كتلة البيزموث المتواجدة في المنبع في هذه اللحظة. 5

أحسب حجم الهيليوم الناتج في الشروط العادية في دقيقة واحدة . 6

.باعتبار أن النشاط بقى ثابتا

هل . ساعة؟ اشرح التنائج 60ساعة ؟ 24بعد ما هو نشاط هذه العينة. 7

ما زالت العينة مشعة؟

u210)Bi(m: المعطيات = ،kg10.66054,1u1 27−= ،123

A mol.10.02,6N −= ،1m mol.L4,22V −=

: تعطى التفاعالت التالية 11تمرين

PoRnRa 21884

22686

22688

αα→→

Ra226أن الراديومبالتي تبين يتحول إلى αبإصداره لجسيمات 88

Rn222رادونPo218الذي يتحول بدوره إلى بولونيومو 86

بإصداره 84

.كذلك αجسيمات

Rn222إن زمن نصف عمر الرادون. 1نعتبر كتلة . يوما 3.825هو 86

أحسب المدة الالزمة لتفكك .رةقي لحظة مختا m0الرادون 10 . m0 من 9

من الرادون على شكل cm 3 2,0يحتوي مصباح كهربائي على . 2

. أوجد ، باستعمال قانون الغازات المثالية، كمية مادة أنوية الرادون. غاز

. N0أوجد عدد األنوية المشعة. 3

.يوم 100 حدد النشاط االبتدائي والنشاط بعد. 4

Pa10.0,1Pالضغط داخل المصباح : المعطيات ، درجة الحرارة =4

C30T SI32,8R، ثابت الغازات =° = ،123

A mol10.023,6N −=

I131(131يستخدم اليود 12تمرين أساسا في معالجة سرطان الغدة ) 53

يسمح بإتالف خاليا الغدة الدرقية المتبقية بعد بترها، ويسمح كذلك . ةالدرقي

يتميز بنصف عمر β -مشع من نمط 131إن اليود . بمعالجة المضاعفات

.t1/2 = 8 jours:قدره

t1بعد A0 = 3,2 .107 Bq أحسب نشاط عينة نشاطها االبتدائي هو .1

= 8 j ،t2=16j ،t3=24,0 j ،t4=32,0 j ،t5=40 j مثل هذا النشاط

.A=A0e-λtعلى بيان باستعمال معادلة النشاط

؟ 10x106Bq: ما هي اللحظة التي يصبح فيها هذا النشاط مساو لـ. 2

بالقيم المتحصل t=t1…….t5: لـ lnA = f(t)أرسم المنحنى البياني . 3

.عليها

.131لليود λقيمة lnA = f(t) استنتج من المنحنى البياني. 4

Mقام طالب بإجراء تجربة لتحديد نصف عمر نظير مشع 13رين تم

بحذف الشوائب من العد الذي يقوم به، فحصل على منحنى النشاط بداللة الزمن

: كما يلي

ليس نقيا ولكن يحتوي Mاستنتج الطالب من هذا المنحنى أن النظير. 1

بين على المنحنى عنصرا يحتمل هذا . Cعلى نسبة صغيرة لنظير آخر

.τصغيرة أمام ثابت الزمن t االستنتاج نستعمل إمكانية النشر من أجل

τ−=τ

− 11e1

.C قدر نشاط النظير. 2

مثبتا بوضوح كيفية الحصول على Mحدد نصف عمر النظير. 3

.اإلجابة

ة النووية المبينة ، أكتب المعادلβ-جسيمات بإصدار Mيتفكك النظير. 4

.β-إلنتاج الجسيمات

بين باختصار كيف يمكن للطالب تحديد طبيعة اإلشعاع الصادر عن . 5

.Cالنظير

)10(N 3×

)s(t

لليورانيوم منطلقا للعائلة اإلشعاعية 238يشكل النظير 14تمرين

Pb206التي تؤدي إلى نظير مستقر من الرصاص، نالحظ تفككات 82

بفرض عدم وجود أي ناتج وسيطي بعد انتهاء . βو α متتابعة لـ

→+β+α− :التفاعل يمكن كتابة الحصيلة y.xPbU 20682

23892

. نفرض أن العينة ال تحتوي في البداية سوى على اليورانيوم

على tو 0العدد المتوسط لألنوية في اللحظتين NU(0) NU(t)يدعى

.tالرصاص في اللحظة عدد أنوية PbN.الترتيب

. yو xعين . 1

.نصف العمر t1/2ثابت النشاط اإلشعاعي و λأعط العالقة بين. 2

. NU(0) و λو tبداللة Npb(t)عبر عن . 3

لليورانيوم والنسبة t1/2للمعدن بداللة الدور tعبر عن العمر. 4)0(N)t(N

U

pb

، يكون لدينا 1ير أمام صغ εبما أن . t<<t1/2يمكن افتراض .

ε+≈ε 1e.

من 1gعلى tيحتوي المعدن في اللحظة : تطبيق عددي . 5

.أحسب عمر المعدن. من الرصاص mg 10و 238اليورانيوم

1mol.g206)Pb(m: المعطيات −= ،1mol.g238)U(m −= ،

ans10.5,4)Sr(t 998542/1 =

134أثناء كارثة شيرنوبيل تم تحرير السيزيوم 15تمرين

.في الهواء 137والسيزيوم

أكتب قانوني االنحفاظ لهذا . β-الجسيمات 137يصدر السيزيوم . 1

.أكتب معادلة الحصيلة للتفكك بتحديد المنتوج المتكون. التفاعل

.137أحسب الطاقة المحررة بالتفكك لنواة السيزيوم. 2

%99، ماهو الزمن الالزم لضياع t1/2 = 2ansدور 134للسيزيوم . 3

من السيزيوم المحرر؟

:المعطيات

الرمز A Z كتلة الذرة

131,90416 132 54 Xe كزينون

136,90707 137 55 Cs سيزيوم

133,90671 134 55 Cs سيزيوم

131,90505 132 56 Ba باريوم

136,90581 137 56 Ba باريوم

137,90523 138 56 Ba اريومب

Na24تصدر النوية 16تمرين ، يعطي هذا التفكك β-جسيمات 11

.Mgxالنوية

.أكتب المعادلة الحصيلة لهذا التفكك. 1

يمكن للنواة البنت الظهور في عدة . 2

المقابلحاالت مثارة مرافقة للمخطط

المحتملة للطاقات الممثل لمستوى الطاقة

.لإلشعاع غاما الصادر

:تعطى كتلتا الذرتين

u99006,3)Na(m = ،u95005,23)Mg(m x =

عين الطاقة العظمى لإللكترون عندما يتم إنتاج النواة البنت في حالتها

).يمكن إهمال الطاقة الحركية الرتداد النواة( األساسية

ظمى لإللكترون الصادر عندما تنتج النواة ما هي الطاقة الحركية الع . 3

المثارة ؟ 2البنت في الحالة

Cs139إن السيزيوم 17تمرين ، تحوله يؤدي إلى β-مشع ويبث 55

. Baنظير من الباريوم

.أكتب المعادلة الحصيلة للمتحول اإلشعاعي. 1

t1/2بن دوره ، علما139أحسب ثابت النشاط اإلشعاعي للسيزيوم . 2

.دقيقة 7,2قريب من

ما هو الزمن الالزم لتنخفض كتلة من السيزيوم إلى. 310من قيمتها 1

األصلية؟

؟ 1µgكتلته األصلية 139ما هو إذن نشاط منبع من السيزيوم . 4

لتأريخ قطع لنباتات أو الحيوانات 14يستعمل الكربون 18تمرين

الكربون أكسيدتمتص النباتات والحيوانات ثاني . أثريةفي أماكن وجدت

تبقى النسبة . أثناء حياتها 14و 12لكربوناالذي يحتوي على نظيرين من

بين النظيرين ثابتة ؟

12126

146 10CCr −==

. عند الممات تتوقف النباتات والحيوانات عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون

بدون 14 المشع المتواجد في أنسجتها بالتفكك إلى آزوت 14يبدأ عندئذ الكربون

.أن يتجدد

. ظ المستعمليناقانوني االنحف أذكر. 14 أكتب معادلة التفكك للكربون. 1

ما هو نمط التفكك المعني؟

إلى النصف بعد ممات 14 ما هو الزمن الالزم لتتناقص كمية الكربون. 2

النبتة؟

لعينة من هذا Aالقديم نقوم بمقارنة النشاطلتأريخ عينة من الخشب . 3

ما هي العالقة . لعينة حالية بنفس الكتلة A0الخشب القديم بالنشاط

تاريخ صفيحة الخشب؟ tو λو A0و Aالموجودة بين

تفككا في 70أخذت من تابوت مصري قديم قطعة من الخشب تنتج . 4

تفككا في 102 لياالثانية بينما تنتج قطعة من نفس الخشب مقطوعة حا

.عين تاريخ تصنيع التابوت. وتحتوي على نفس كمية الكربون ،الثانية

N(Z(7: المعطيات = ،6)C(Z = ،ans5570)C(t 1462/1 ، الكتلة =

. g.mol–1 12المولية للكربون

بميناء في وحل 1983تم اكتشاف بقايا باخرة في سنة 19تمرين

لتحقيق فرضية تبين أن الباخرة من مصدر ). غرب كوبنهاجن( روسكلد

على عينة من 14الفيكينغ تم استعمال طريقة التأريخ بواسطة الكربون

إن نشاط هذه . 5570ansهو 14إن نصف حياة الكربون . خشب الباخرة

تفككا في الدقيقة لكل غرام واحد يساهم في دورة 12.0هو A(t)العينة

.تفككا في الدقيقة =A0 13,6:ثاني أكسيد الكربون للمناخ مساويا

أعط العالقة بين نصف العمر وثابت . ذكر بتعريف نصف العمر. 1

.λالنشاط اإلشعاعي

. λو A0 و A(t)بداللة المقادير األخرى tعبر عن الزمن. 2

ة وتاريخ الموافق للفترة المستغرقة بين تاريخ تصنيع الباخر t أحسب. 3

.حدد سنة تصنيع المركب. اكتشاف بقاياها

بين ( تمتد فترة الفيكينغ من القرن الثامن إلى القرن الحدي عشر . 4

هل الفرضية صحيحة؟) . 1000إلى 700

يوافق . يحاكى تفكك أنوية عنصر بواسطة رمي النرد 20تمرين

ونحسب ا،نرد N0 = 400 ينرم. كك النواةفكل مرة ت 6 هجظهور الو

.6يتم حذفها ونرمي العدد المتبقي من 6 ظهور العدد

N= 400تعاد العملية بـ . يتم حذفها، ونواصل هكذا. 6جديد من ديظهر عد

نحصل على الجداول . يوافق تفكك النواة 3و 6نردا ولكن ظهور الوجهين

: التالية

.تعد كمتفككة 6الـ

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 رقم الرمية

80 90 102 123 144 159 185 202 229 282 345 400 النرد المتبقي

22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 14 13 12 رقم الرمية

9 11 13 14 19 25 28 38 45 51 61 45 51 61 النرد المتبقي

30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 رقم الرمية

11 13 14 19 400 6 7 8 9 11 13 14 19 النرد المتبقي

.تعد كمتفككة 3و 6الـ

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 رقم الرمية

12 19 28 43 58 75 105 141 197 274 400 النرد المتبقي

أرسم المنحنى البياني الممثل لعدد النردات المتبقية بداللة عدد . 1

العمر أقرأ زمن نصف .الرميات من أجل الحالتين على نفس المحورين

.في كل حالة

⎟ البياني أرسم المنحنى . 2⎠⎞

⎜⎝⎛

NNln بداللة عدد الرميات في كلتا 0

.الحالتينأحسب ثابت التفكك لكل . أرسم المستقيمين المارين بالنقاط في كلتا الحالتين

.حالة

.أحسب نصف العمر انطالقا من ثابت التفكك لكل حالة. 3

تائج في هذا التمرين بمقارنتها بنتائج تفكك عينة فسر المعطيات والن. 4

) سنة 13,2ه نصف عمر يمثال، الذ 137السيزيوم( المشعة من الذرات

.بالتركيز على لطبيعة العشوائية للتفكك

بخاصية بأنه يتفكك إلى نواتين 40يتمز البوتاسيوم 21تمرين

%11 ، وفي 40 من الحاالت يتفكك إلى الكالسيوم %89في. مختلفتين

يوجد نظيران آخران مستقران للبوتاسيوم. 40 من الحاالت إلى األرغون

).41K ; 39K (وهما متواجدان بوفرة أكبر 40

. 40وإلى أرغون 40إلى كالسيوم 40أكتب معادلتي تفكك البوتاسيوم .1

. ن نمط التفاعل في كل حالةبي

5000 منها 8000Bqنشاطا يقدر بـ 70kgيمتلك جسم إنسان يزن. 2

Bq ليكن. في العظام 40 سببها تواجد البوتاسيومN عدد األنوية المشعة

A(t)والنشاط t1/2بداللة Nعن عبر. للبوتاسيوم داخل جسم اإلنسان

.للجسم

الناتجة عن تفكك البوتاسيوم Mevبـ ) Elib(1أحسب الطاقة المحررة .3

.40إلى كالسيوم 40

الناتجة عن تفكك Mevبـ ) Elib(2ة أحسب الطاقة المحرر. 4

.40إلى أرغون 40البوتاسيوم

الموجودة 40نواة من البوتاسيوم Nبتفكك Elibاستنتج الطاقة المحررة . 5

.70kgداخل جسم إنسان يزن

u9640,39)K(m :المعطيات 40 = ،u9637,83)K(m 39 = ،

u9624,39)Ar(m 40 = ،u9618,40)K(m 41 = ،

u09626,39)Ca(m 40 =

1mol.g0983,39 الكتلة المولية للبوتاسيوم هي −

7302,6K%41 :الوفرة بالنسبة المائوية هي = ،0117,0K%40 = ،

285,93K%39 =

:عطى كذلكي

u10.54858,0)e(m)e(m 3−+− == ،u/MeV5,931

Ca20 ،K19 ،Ar18 .

ans10.28,1t: نصف عمر البوتاسيوم 92/1 = ،

123A mol10.023,6N −=.

Th232إن نوية الثوريوم 22تمرين : α مشعة لـ 90

أكتب المعادلة النووية لهذا التفكك بالتدقيق في رمز وتركيب النواة . 1

87At ; 86Rn ; 87Ra ; 89Ac :يعطى. البنت

المحتواة في عينة من الثوريوم كتلتها N0أحسب عدد األنوية المشعة . 2

m0 . تطبيق عددي: mg0,1m0 = ،kg10.67,1mm 27np

−==

= tنواة من الثوريوم المشع في اللحظة N0 ي علىتوجد عينة تحتو. 3

.التي تمثل المبدأ 0

نحصل على الجدول . من األنوية غير المتفككة Nيتم تحديد عدد tفي اللحظة

:التالي

20 15 10 5 0 t (jours)

0,46 0,56 0,68 0,82 1 0N

N

0N

Nln−

يسمح الجدول أعاله بإعطاء تأطير بصفة . ر الثوريومعرف نصف عم .أ

ما هو؟ .لفظية

أتمم الجدول، وارسم البيان المعبر عن تغيرات .ب0

lnNN

.بداللة الزمن −

.للثوريوم t1/2ونصف العمر λأحسب قيمتي ثابت النشاط اإلشعاعي. جـ

نواة مشعة، N0 لىع t = 0إذا كانت العينة تحتوي في التاريخ . 4

A(t)يعطى النشاط. t = 0في التاريخ A0النشاط) Bq( أحسب بالبكريل

:بالعبارة tفي التاريخ dtdN)t(A −=.

التطبيقات التكنولوجية للنشاط اإلشعاعي 23تمرين

I .أسئلة تمهيدية :

ما هي األعداد التي تميز نواة الذرة؟. 1

نظيران، ما الذي يفرق بين نظائر نفس " 12الكربون"و" 11الكربون. " 2

العنصر الكيميائي؟

أكتب معادلة التفكك الموافقة، نفرض أن . β+مشع يصدر " األكسجين"إن

.إصدار النواة البنت ال يكون في حالة مثارة

11Na 10Ne 9F 8O 7N 6C

II . بعض أنماط اإلشعاع

XAسم والرمزأعط اال. α و β- نتكلم عن اإلشعاع. 1Z لكل من هذين

.الجسميين

αإن اإلشعاع من النمط " انطالقا من السؤال السابق علل الجملة . 2

" .يكون أكثر كتلية من األخرى

III التصوير الوماض

.أيام 8نصف عمره يساوي تقريبا 14نحقق وميضا بعينة من اليود

.أعط تعريفا لزمن نصف العمر. 1

ليستعمل " 131اليود" باالعتماد على الجدول التالي علل سبب اختيار .2

.في التصوير الوماض

بالبكريل A400النشاط

يوم من الحقن 400بعد

في لحظة A0النشاط

الحقن

2.10-3 2.105 8عمره رسام نصف

)131يود(أيام

6255 2.105 رسام نصف عمره

يوما 30

IV .الطب اإلشعاعي

. β-الجسيم - λشاعيالذي يمتلك ثابت النشاط اال - لكوبالتيصدر ا

بافتراض أن النواة البنت تنتج في حالة " 60لكوبالتا"أكتب معادلة التفكك . 1

.مثارة

: المعطيات

29Cu 28Ni 27Co 26Fe 25Mn

. NA = 6,02.1023 mol-1 ،M(Co) = 60 g/mol: ثابت آفوقادرو

" .60الكوبالت" من يستقبل مركز طبي عينة. 2

عند نقطة استقبالها في المركز 1µgللعينة المحتواة في عينة N0حدد العدد. أ

.الطبي

Nحيث يمثل, ∆t و ∆N و λ و N ذكر بالعبارة التي تربط بين. ب

.tتزال موجودة في العينة في اللحظة عدد األنوية التي ال

. ∆t و ∆N و λ و N0 و بداللة ∆Nأعط العينة . جـ

المتحصل ∆Nيكلف تقني بمراقبة المنبع كل سنة فيحدد عدد التفككات

المعرف بـ Aيدعى هذا العدد النشاط . ∆t 0 =عليها خالل فترة قصيرة

:dtdN

. -tλA = A0e: يمكن كتابة النشاط على الشكل .

؟A0ما هي العبارة الحرفية لـ . د

بداللة Aى برنامج مالئم بيان لوغاريتم النشاط نرسم باالعتماد عل. هـ

.lnA = f(t): الزمن

ln(ab) = lna + lnb:تذكرة

النشاط االبتدائي للعينة عند نقطة A0 و λو tبداللة lnAعبر عن

.استقبالها

دة أثبت أن شكل المنحنى أعاله يمثل تحقيقا تجريبيا للعبارة الموجو. و

.سابقا

. ans-1: للتفكك بـ λحدد بيانيا قيمة ثابت النشاط اإلشعاعي. ز

++

++

+

+

)années(t

Aln

6,16

8,16

0,17

2,17

4,17

1 2 3 4 5 6 7 8

. λو t1/2أعط العالقة بين. حـ

" 60للكوبالت" 1,68x108s t1/2 =نجد في الجداول. بالسنوات t1/2أحسب . ط

.علل

β-:ندرس السلسلة اإلشعاعية التالية 24تمرين

CBA ** →→

.مستقر Cمشعتان و *Bو *Aحيث

. A λ، أوجد ثابت النشاط اإلشعاعيAلـ TAبمعرفة الدور اإلشعاعي. 1

ال يحتوي ابتدائيا سوى على m0أن العنصر الذي كتلته على اعتبار. 2

.، أحسب نشاطه االبتدائي *Aالعنصر

، وتكون نسبة *B و *A عند االتزان اإلشعاعي يتساوى اإلشعاعان لـ. 3

B λ أوجد ثابت النشاط اإلشعاعي. mA/mB α =تساوي *B و *Aكتلتي

).باأليام(TBوإشعاعه *B للعنصر

أعداد . dNB و dNAأكتب المعادالت التفاضلية المبينة لتغيرات . 4

و NA(t)نرمز بـ . dtخالل فترة الزمن , *B و *Aاألنوية المشعة

NB(t) ألعداد األنوية لـA* و B* في اللحظةt.

:بأن حل هذه لمعادالت يؤدي إلىنقبل . 5

)ee(k)t(N ttB

BA λ−λ− −= أثبت أنه في . NA0والعدد األصلي TB و TAثابت بداللة k يمثل حيث

.باأليام t0 أحسب. بأعظمي NB يمرt0 اللحظة

:المعطيات

, m0 = 20g , TA = 15 jours 23

=α

A* :MA = 225gالكتلة الذرية لـ

N14داخل مفاعل نووي يتم قذف نظير اآلزوت 25تمرين 7

:ببروتونات

nCPN 10

147

11

147 +→+

يمثل األنوية المتكونة في ρ )ρبمعدل 14يتم إنتاج النظير المشع للكربون

.T = 5600ansويمتلك دورا إشعاعيا ) الثانية

t = 0في اللحظة . t = t0إلى اللحظة t = 0تستغرق العملية من اللحظة

.يتم استخراج النظير المشع من المفاعل

التي تم 14ألنوية الكربون N(t)أوجد العالقات التي تعطي العدد. 1

.tإنتاجها ولم تتحلل في اللحظة

. t0و 0محصورة بين tمع .أ

. t0 أكبر منt مع. ب

. 14لكربوناأحسب ثابت التفكك . 2

القيمة األصلية؟ 3/4الزمن الموافق لـ ما هو. 3

من النشاط األصلي؟ %0,1ما هو الزمن الموافق لـ

؟1mgما هي كتلة هذا النظير الموافقة لنشاط . 4

من هذه الكتلة؟ 7/8ما هو الزمن الموافق لتفكك

التفاعالت النووية. 4

Po210( 210يصدر البولونيوم 26تمرين يعطي . αجسيمات ) 82

Pb206( 206من الرصاص انواة بنت82.(

.أكتب معادلة هذا الفاعل التلقائي. 1

.حدد الطاقة المحررة بتفكك نواة البولونيوم. 2

إذا αأحسب الطاقة الحركية للجسيم . سرعة النواة البنت منعدمة تقريبا. 3

.γلم ينتج فوتونا

أحسب الطاقة . في التفاعل 2,20Mevبـ γ إشعاع إذا تم إنتاج. 4

.αالحركية للجسيم

د لهما نفس االحتمال للتحقيق، , إذا سلمنا بأن اآلليتين في السؤالين جـ. 5

أحسب الطاقة . 3x1018Bqالبولونيوم لها نشاط عينةوبفرض أن

ة يتم توقيفها بواسطة ورق αالمحولة لورقة ألومنيوم بمعرفة أن الجسيمات

. γاأللومنيوم بينما ال يتم امتصاص الجسيمات

u 97445,205)Pb(m: المعطيات 206 = ،

u 98286,209)Po(m 21084 =

I127( 127ليود عدة نظائر منها اليود ل 27تمرين 131واليود) 53

)I131 .β-أحد هذه النظائر مستقر واآلخر يصدر جسيمات ). 53

.لهذين النظيرين Mevأحسب طاقات الربط بـ. 1

.حسب لكل من النواتين طاقة الربط لكل نويةأ. 2

.استنتج النظير المستقر والذي يشع. 3

kg 10.17329,2)I(m: المعطيات 2513153

−= ،

kg 10.106831,2)I(m 2512753

−=

،u00728,1mP =،u00866,1mN = ،18 s.m10.9979,2c −= ،

kg10.66054,1u1 27−=

Li7نقذف الليثيوم 28تمرين ببروتونات طاقتها الحركية 3

600keV . فنحصل على جسيمتيα.

.أكتب معادلة التفاعل. 1

ما هو مقدار ضياع الكتلة في هذا التفاعل؟. 2

ركية واحسب مجموع الطاقات الح ،ق قانون انحفاظ الطاقةطب. 3

αللجسيمات

u01435,7)Li(m: المعطيات 73 = ،u00150,4)He(m 4

2 = ،

u00728,1mP = ،2c/MeV5,931u1 =

N14نقذف اآلزوت 29ن تمريHe4(أي α بجسيمات 7

للحصول ) 2

O17( 17على األكسجين .وبروتون) 8

.أكتب معادلة هذا التفاعل النووي. 1

.أحسب قيمة تغير الكتلة في هذا التفاعل. 2

.أحسب تغير الطاقة المرتبطة بهذا التفاعل. 3

هر الطاقة ظيحدث؟ على أي شكل ت كيف يمكن لهذا التفاعل أن. 4

الالزمة؟

u0015,4)He(m: المعطيات 42 = ،u9947,16)O(m 17

8 = ،

u9992,13)N(m 147 = ،u00728,1mP =

. للجملة قي الشكل الموالي ∆E يعطى تغير الطاقة 30تمرين

، يمكن حسابها باستعمال المخطط الطاقي في 15أثناء تفكك نواة األكسجين

.هذا الشكل

بنت في حالة نتج النواة التال . 15لنواة األكسجين β +أكتب معادلة التفكك. 1

.مثارة

.للنواة El عرف طاقة الربط . 2

.بينة في الشكلمال ∆E 1تغير الطاقة Mevأحسب بـ. 3

المبينة في ∆E 2تغير الطاقة Mevباستخدام كتل الجسيمات، أحسب بـ. 4

.الشكل

أثناء Mevللجملة بـ ∆Eاستنتج من النتائج السابقة قيمة تغير الطاقة . 5

.15ينتفكك نواة األكسج

kg10.67492,1m: المعطيات 27n

−= ،kg10.67262,1m 27p

−= ،

kg10.109,9m 27C

−= ،n/MevAEl ،483,6O15

8 = ،

463,7N157 = ،676,6C16

6 =

18 :سرعة الضوء في الفراغ s.m10.998,2c −=

:اقويالمخطط الط

االنشطار واالندماج. 5

.نستعمل منحنى أستون 31تمرين

ما ذا يمثل هذا المنحنى؟. 1

أين تقع األنوية المستقرة على المنحنى؟ األنوية التي يمكن أن تحقق . 2

االندماج؟ واألنوية التي يمكن أن تحقق االنشطار؟

:عين طاقات الربط لكل نوية لألنوية التالية . 3

u91547,59)Ni(m 6028 =،u01133,10)Be(m 10

4 = ،

u01347,6)Li(m 63 = ،u93162,207)Pb(m 208

82 =

u00018,238)U(m 23892 =

.رتب هذه األنوية من األكثر إلى األقل استقرارا. 4

:هو 235أحد أنماط انشطار اليورانيوم 32تمرين

n3YInU 10

9439

13953

10

23892 ++→+

.هذا التفاعلل Mevة المحررة بـأحسب الطاق. 1

كيف يؤدي هذا التفاعل إلى تفاعل تسلسلي؟. 2

على أي شكل تظهر الطاقة المحررة؟. 3

.235اليورانيوم 1kgأحسب كمية الطاقة الناتجة عن. 4

1kgجة لنفس الكمية كمية الطاقة بمعرفة أنأحسب كتلة البترول المنت. 5

.من الطاقة42Mj البترول ينتج

u99332,234)U(m: المعطيات 235 = ،u89700,138)I(m 139 = ،

u89014,93)Y(m 94 = m

إن تفاعل االندماج األكثر توقعا في المستقبل في 33تمرين

: المفاعالت هو كالتالي

nHeHH 10

42

31

21 +→+

.في هذا التفاعل Mevأحسب الطاقة المحررة بـ. 1

تظهر الطاقة المحررة؟ لى أي شكلع. 2

HH(أحسب كمية الطاقة الناتجة عن كلغ واحد من الهيدروجين . 3 31

21 + .(

أحسب كتلة البترول التي تنتج نفس كمية الطاقة بمعرفة أن كلغ واحد . 4

.من الطاقة 42MJمن البترول ينتج

.235ليورانيومقارن بكمية الطاقة الناتجة من انشطار كلغ واحد من ا. 5

نجد بها . تعتبر الشمس مركزا لعدة تفاعالت اندماج 34تمرين

. عدة نظائر من الهيدروجين والهيليوم

مستنتجا ما هي النواة 4والهيليوم 3عين طاقة الربط لكل نوية للهيليوم . 1

. األكثر استقرارا

لتشكيل 3مأكتب معادلة التفاعل الناتج عن اندماج نواتين من الهيليو. 2

.والهيدروجين 4نواة الهليوم

.الطاقة المحررة من التفاعل Mevأوجد بـ . 3

؟3ما هي الطاقة المسترجعة بالجول عند تفاعل طن واحد من الهليوم. 4

u00728,1)H(m: المعطيات 11 = ،u00151,4)He(m 4

2 = ،

u00728,3)He(m 32 =

g.mol-1 3: الكتلة المولية للهيليوم هي

: نعتبر تفاعل االندماج 35تمرين

nHe.HH 10

42

31

21 +→+

.أحسب الطاقة المحررة بالتفاعل. 1

.أحسب الطاقة المحررة أثناء تشكل غرام واحد من الهليوم. 2

أحسب ضياع الكتلة . 3,9x1026wattالشمس هي إشعاعاستطاعة . 3

.للشمس في الثانية

. مليار سنة4,6 وعمرها 1,99x1030kgالشمس بـ تقدر كتلة . 4

أحسب الكتلة التي فقدتها . بافتراض أن الطاقة المحررة ثابتة منذ نشأتها

.حتى اليوم

هي النسبة المائوية لهذه الكتلة المفقودة بالنسبة إلى الكتلة الكلية ما. 5

.للشمس

u00150,4)He(m: المعطيات 42 = ; u01355,2)H(m 2

1 =

u01550,3)H(m 31 = ،u00866,1)n(m 1

0 =

%3,7يعمل مفاعل نووي باليورانيوم المخصب بـ 36تمرين

: أحد التفاعالت الممكنة باالنشطار هي التالية. 235من اليورانيوم

nyXeSrnU 10

13954

94X

10

23592 ++→+

.أوجد و في هذه المعادلة النووية. 1

.من هذا التفاعل Mevرة بـ أحسب الطاقة المحر. 2

يورانيوم مخصب بافتراض أن جميع 1gأعط الطاقة المحررة من . 3

.تفاعالت االنشطار تحرر الطاقة المحسوبة سابقا

ضيع داخل المفاعل وال يتم تحويلها إلى يبمعرفة أن جزءا من الطاقة . 4

أنه طنا من اليورانيوم المخصب سنويا و 27كهرباء وأن المفاعل يستهلك

ف بأنه عرهذا األخير يعلمت بأن إذا η، ما هو مردوده MW 900ينتج

النسبة بين الطاقة المشعة من المفاعل والطاقة المنتجة من تفاعالت

.االنشطار

u89451,93)Sr(m :المعطيات 94X = u88917,138)Xe(m 139

54 =

u99345,234)U(m 23592 =

.ندماج في النجومتفاعالت اال سلسلة 37تمرين

ما هما؟. تحقق معادالت التفاعالت النووية قانونين. 1

ما هو البوزيتون؟. 2

:بروتون هي - إن التفاعالت النووية الثالثة لدورة بروتون. 3

e2H.HH 21

11

11 +β+→+ + He.HH 3

211

21 →+

H2HHeHe 11

42

32

32 +→+

ما هي الحصيلة الكلية لهذه الدورة؟ -

الطاقة المحررة خالل هذه الدورة؟ Mevا هي بـم -

تستخدم هذه األنوية كنقطة . نجد كذلك أنوية الكربون في النجمة. 4

تدعى هذه السلسلة من . انطالق لسلسلة أخرى من التفاعالت النووية

إن . ، وهي تتشكل من ستة تفاعالت نووية"الدورة المغلقة"التفاعالت

C12الكربونكمتفاعل ابتدائي، يظهر مرة أخرى في نهاية الذي يستخدم ،6

). He( الدورة عندما تتشكل نواة الهليوم

أتمم حصيلة التفاعالت النووية الستة التالية التي تحدث في هذه . أ

.الدورة

C....C 127

12 →+

...C.N 1313 +→

O.......C 158

13 →+

O....N 158

14 →+

...NO 1513 +→

...C...HN 1211

13 +→+

لهذه الدورة مساوية لحصيلة دورة بروتون أثبت أن الحصيلة الكلية. ب

:بروتون المذكورة في السؤال الثالث –

) ليست كلها ضرورية( معطيات عددية

C10.6,1e 19−= ،15 s.km10.3c −= ،u10.486,5)e(m 4−=

:كتل األنوية

u0149,3)He(m = ،u0134,2)H(m 2 = ،u0073,1)H(m 1 =

kg10.661,1u1 27−= ،u/MeV5,931