Zadanie 10: Rozpad beta minus izotopu węgla 14C
- Arkusz
- CKE Czerwiec 2024 · Czerwiec · 2024
- Punkty
- 8 pkt
- Dział
- Fizyka jądrowa · Reakcje jądrowe
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy analizy rozpadu promieniotwórczego izotopu węgla 14C, w tym zapisu równania reakcji, obliczeń związanych z czasem połowicznego rozpadu oraz bilansu energetycznego przemiany.
Treść zadania
Izotop węgla 14C ulega rozpadowi promieniotwórczemu w wyniku przemiany . Czas połowicznego rozpadu izotopu węgla 14C wynosi lat. Podczas rozpadu jądra 14C powstają: cząstka , jądro pewnego pierwiastka, który oznaczymy jako X, oraz tzw. antyneutrino elektronowe . Antyneutrino ma zerowy ładunek elektryczny, a jego masę możemy pominąć.
Zadanie 10.1. (0–2) Poniżej przedstawiono schemat rozpadu jądra węgla 14C. W schemacie rozpadu pominięto cząstkę antyneutrino.
gdzie X oznacza jądro pierwiastka .........
Uzupełnij powyższy schemat tak, aby powstało równanie rozpadu . Wpisz w wykropkowane miejsca w schemacie właściwe liczby: atomową i masową, a pod schematem – symbol (lub nazwę) pierwiastka, którego jądro powstaje w tej reakcji.
Zadanie 10.2. (0–3) Wiek pewnego przedmiotu oszacowano na 2 865 lat. Aktualną masę izotopu węgla 14C w tym przedmiocie oznaczymy jako , a masę izotopu węgla 14C, jaka była w tym przedmiocie 2 865 lat temu, oznaczymy jako . Oblicz iloraz . Wynik podaj zaokrąglony do dwóch cyfr znaczących. Zapisz obliczenia. Wskazówka: gdzie oraz są liczbami całkowitymi dodatnimi.
Zadanie 10.3. (0–3) Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanym rozpadzie , wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości: (masa jądra węgla 14C), (masa powstałego jądra), (masa cząstki ), (masę antyneutrina pomijamy). Przyjmij, że jądro węgla 14C przed rozpadem spoczywało, oraz wykorzystaj związek: . Oblicz łączną energię kinetyczną produktów rozpadu jądra węgla 14C. Wynik podaj w MeV. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź i wynik końcowy
10.1: ; pierwiastek: Azot (N).
10.2: .
10.3: .