حل أسئلة مراجعة الباب الخامس

أولًا: اختر الإجابة الصحيحة:

1. النيوكليونات اسم يطلق على...........

• البروتونات ودقائق ألفا
• دقائق ألفا ودقائق بيتا
• دقائق بيتا والنيوترونات
• النيوترونات والبروتونات

2. إي من الصفات التالية لا تنطبق على مفهوم نظائر العنصر الواحد...........

• تتفق في الخواص الكيميائية
• تتفق في العدد الذرى
• تتفق في عدد النيوترونات
• تتفق في عدد البروتونات

3. عينة من عنصر مشع عدد ذراتها ( 4.8x10¹² ذرة ) وفترة عمر النصف لهذا العنصر سنتان، فإن عدد أنوية ذرات هذا العنصر التي انحلت بعد 8 سنوات تساوي...........

• 2.4x10¹²
• 4.2x10¹²
• 3.6x10¹²
• 4.5x10¹²

4. رقم الشحنة ( Q ) لكوارك من النوع ( u ) يساوى...........

• 0
• 1/3+
• 2/3+
• 1-

5. أي الجسيمات التالية ترمز له بالرمز ${}_2^4\mathrm{He}$...........

• جسيم بيتا
• جسيم ألفا
• نیوترون
• بروتون

ثانيًا: أكمل المعادلات النووية التالية:

$\begin{array}{r}{}_{88}^{222}\mathrm{Ra}{⟶}_2^4\mathrm{He}{+}_{86}^{222}\mathrm{Rn} .1\\ \\ {}_4^9\mathrm{Be}{+}_2^4\mathrm{He}{⟶}_6^{12}\mathrm{C}{+}_0^{1}n .2\\ \\ {}_7^{14}\mathrm{N}{+}_2^4\mathrm{H}{⟶}_1^1\mathrm{H}{+}_8^{17}\mathrm{O} .3\end{array}$

ثالثا: علل لما يأتي:

1. الكتلة الفعلية لنواة أي ذرة أقل من مجموع كتل مكوناتها.

النقص في الكتلة هو خاصية مميزة لكل نواة يتحول إلى طاقة تستخدم لربط مكونات النواة لتستقر داخل الحيزالنووي المتناهي في الصغر وتسمى طاقة الترابط النووي.

2. لا يتغير العدد الذرى أو عدد الكتلة للنواة المشعة عند انبعاث أشعة جاما منه.

لان أشعة غاما هي عبارة عن أشعة كهرطيسية عديمة الكتلة والشحنة

3. يصعب تحقيق التفاعل النووي الاندماجي في المختبرات.

لحدوث الإندماج النووي يلزم توفير طاقة عالية جدًا تصل إلى 10⁷ ولذلك يصعب تحقيقه في المختبرات.

رابعًا: حل المسائل التالية:

1. اوجد طاقة الترابط لنواة الكربون ${}_6^{12}\mathrm{C}$ مقدرة بكل من:

a. وحدة الكتل الذرية ( u )

النقص في الكتلة = الكتلة النظرية ـ الكتلة الفعلية

الكتلة النظرية =

$M=[6\times 1.00728+6\times 1.00866]=12.095$

الكتلة الفعلية =

u $B=12.095-12=0.095$

b. المليون إلكترون فولت ( MeV )

$\begin{array}{r}BE=1\times {10}^{-3}\times 931\\ =0.931\text{ MeV }\end{array}$

2. تسمى نواة ذرة الديوتيريوم بالديوترون، الذي يتكون من نيوترون وبروتون، فإذا علمت أن كتلة الديوترون 2.014102u وكتلة البروتون 1.007825u وكتلة النيوترون 1.008665u، احسب طاقة ترابط الديوترون بوحدات MeV.

النقص في الكتلة = الكتلة النظرية ـ الكتلة الفعلية

$\mathrm{\Delta }M=[(1\times 1.00728+1\times 1.00866)-2.014102]=1\times {10}^{-3}=0.001\mathrm{u}$

• طاقة الترابط النووي

$B_{\mathit{E}}=1\times {10}^{-3}\times 931=0.931 \mathrm{MeV}$

3. احسب كمية الطاقة مقدرة بالحول الناتجة عن تحول 3g من مادة إلى طاقة.

$\begin{array}{r}E=m{c}^2\\ \\ \Rightarrow E=3\times {10}^{-3}\times \left(9\times {10}^{16}\right)\\ \\ =2.7\times {10}^{14}\mathrm{J}\end{array}$

4. احسب مقدار الطاقة الناتجة عن تحول 1.66x10^-24g مقدرة بوحدات:

a. الجول

$\begin{array}{c}E=m{c}^2\\ m=1.66\times {10}^{-24}g=1.66\times {10}^{-27}\mathrm{kg}\\ \Rightarrow E=\left(1.66\times {10}^{-27}\right)\cdot \left(9\times {10}^{16}\right)\\ =1.494\times {10}^{-10}\mathrm{J}\\ \end{array}$

b. مليون إلكترون فولط Mev

$E=1.583\times {10}^{-13}\mathrm{MeV}$