М.И. Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов - Основы радиохимии и радиоэкологии (1127001), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Какой вывод о механизме реакцииможно сделать на основании полученного результата?98. Имеется меченный хлором-36 препарат хлорида калия с удельнойактивностью 0,6 МБк/г. Предполагается сначала получить из него меченный81радионуклидом газообразный хлор, а потом с помощью этого хлора ипорошка железа приготовить препарат трихлорида железа. С какоймаксимальной удельной радиоактивностью (MБк/г) можно приготовить этотпрепарат?99.
При изучении термогидролиза безводного хлорида алюминияиспользовали AlCl3, меченный 36Cl, с удельной активностью 8700имп/(минмг). После проведения при 250оС термогидролиза оказалось, чтоактивность 3,8 мг полученного твердого продукта составляет 1653 имп/мин.Какая доля связей Al – Cl подверглась гидролитическому расщеплению?100.
Определение чисел переноса ионов в 100%-ой серной кислоте,меченной радионуклидом 35S, проводили в электролитической ячейке, зоныанода и катода которой были отделены от центральной зоны пористымиперегородками. До начала электролиза в зоне у анода содержалось 0,125моль, а в зоне у катода – 0,110 моль серной кислоты. Исходная объемнаяактивность в центральной зоне ячейки 8250 имп/(минмл). В ходеэлектролиза через ячейку было пропущено 600 Кл электрического тока.После завершения электролиза удельные активности в анодной и катоднойзонах составили (с учетом диффузии) соответственно 8 и 211 имп/(минмл).Так как перенос радионуклида 35S из центральной зоны в анодную икатодную зоны был незначительным, можно считать, что объемнаяактивность серной кислоты в центральной зоне оставалась все времяодинаковой.
Определите числа переноса катионов и анионов, принимающихучастие в электролизе.101. Для определения числа переноса аниона в 0,132 моль/л водном32раствореН3РО4,меченнойрадионуклидомР,использовалиэлектролитическую ячейку, описанную в предыдущей задаче. До началаэлектролиза в анодной зоне содержалось 20,65 ммоль Н3РО4, а объемнаяактивность раствора в центральной зоне электролитической ячейкисоставляла 5000 имп/(мин.мл). В ходе электролиза через ячейку былопропущено 620 Кл электрического тока. После завершения электролизаобъемная активность раствора в анодной зоне стала равна 100 имп/(мин.мл)(с учетом поправки на диффузию).
Определите число переноса аниона,считая, что в ходе электролиза удельная активность раствора в центральнойзоне ячейки практически не меняется.82ОТВЕТЫ и РЕШЕНИЯРаздел I.1. 782 кэВ2. 18,6 кэВ3. В данном случае распад примерно 5% ядер не сопровождается –излучением(см. схему распада). Максимальная энергия -частиц (или антинейтрино) равнаэнергии ядерного превращения: E,max= 1,259257103931501=1173 кэВ.4. 9,8 МэВ5. Энергия, выделяемая при +-распаде, определяется энергетическимэквивалентом разности масс покоя ядер и энергией массы покоя пары электронпозитрон. E+,max = 4,35748103931501 1022 = 3037 кэВ.6. E+,max = 3,92162757103931501 1157 1022 = 1474 кэВ7. Ея.п = (MRnMPoMHe)931501 = 5590 кэВ.
Е = Ея.п. ER = 5490 кэВ8. E+,max= (m2me)931501 = 1199 (кэВ); me – масса покоя электрона (позитрона).9. 960 кэВ.10. E+,max= 1870-1022 = 848 (кэВ); E-,max= (МBr – MKr)931501 = 2006 (кэВ);Энергия нейтрино Е = 1870-666 = 1204 (кэВ)11. ЕЭ.З.= m931501=3653 (кэВ); E+,max= 1474 кэВ; Е1 = 2496 кэВ (р = 4,7%);Е2 = 997кэВ (р = 1%)12. Энергия распада Ея.п.= Е + ER = 5686 + 5686(4/220) = 5728 (кэВ). Энергия,передаваемая ядру вылетающей частицей (энергия отдачи), определяется как:ER=Е(m/mRn) Е(4/220), где m и mRn – точные массы частицы и дочернего ядра.13.
Ея.п.+ = 4227-1022 = 3205 кэВ. Е+,1= 3205 кэВ; Е+,2 = 3205-2230 = 975 кэВ14. Ея.п.+ = E+,max = (m 2me)931501 = 2591 (кэВ).17. Полная энергия ядерного превращения (m931501 = 3695 кэВ) большемаксимальной энергии любой из испускаемых частиц. Следовательно, при любомпревращении образуется возбужденное ядро 56Fe. Переход возбужденного ядра всостояние с меньшей энергией сопровождается, как правило, испусканием квантов. Поэтому, сравнивая энергию -частиц и фотонов, можно оценитьэнергию уровней ядра, и затем построить схему распада. В частности, полнаяэнергия распада соответствует сумме Е = 2848 кэВ и Е = 847 кэВ; энергияпервого возбужденного уровня ядра 56Fe равна 847 кэВ.22. 2842 кэВ;25.23. 22Na;24.
2,815 МэВ, 60Со;Ионизирующее излучение, сопровождающее распад ядра 137Cs(137mBa)ТипЭнергия, кэВВыход на распад, p,%5,4−-излучениеE1,max = 1173,7−94,6 -излучениеE2,max = 512γ-излучение661,785,6электроны конверсии624; 6567,6; 1,4характеристическое~31,5; ~36рентгеновское излучение9электроны Ожеменее 2683Коэффициент конверсии - отношение числа конвертированных переходов кчислу -переходов. Значение = 9/85,60,105 позволяет сделать вывод, что 856из 946 ядер 137mBa испускаются -кванты, а в остальных случаях энергиявозбуждения ядра передается электронам К-оболочки (реже L-оболочки), которыепокидают атом.
Кинетическая энергия электронов конверсии равна энергииядерного перехода за вычетом энергии связи K(L)-электрона: 661,7-37,44624 кэВили 661,7-5,62 656 кэВ. Вакансия, образовавшаяся на К-оболочке атома,заполняется электроном с одного из находящихся выше уровней, например, LI.Выделяющаяся при этом энергия (EX = EK-ELI 37,44-5,99 31,5 кэВ) может бытьлибо рассеяна в виде рентгеновского кванта, либо передана электрону другогоуровня, например, LII. Этот электрон покинет атом, т.к.
(EK - ELI) > ELII. В этомзаключается эффект Оже. Каскадное размножение «дырок» после первого ожеперехода происходит до тех пор, пока они не переместятся во внешние оболочки.Таким образом, процесс перестройки электронных оболочек, вызванныйпоявлением К-вакансии, включает ряд актов последовательного испусканиярентгеновских квантов и электронов Оже со все более удаленных от ядраорбиталей.26.
Ея.п.+ = 475+811=1286 кэВ; Ея.п.Э.З. = 475+811+1022 = 2308 кэВ27. Ея.п.Э.З.=575+1434+935+744+2511 = 4710 кэВ; коэффициент конверсии =0,1928. Кванты E = 65,7 кэВ в фотонном спектре практически отсутствуют (р=0,0027);вероятность испускания квантов E = 23,8 кэВ p = (1+)−1= 0,161. K и Kлиниихарактеристического рентгеновского излучения: 25,2 и 3,6 кэВ. Энергияэлектронов конверсии: 36,5, 61,6, 19,7 кэВ29.
Энергия-распада равна максимальнойэнергии-частиц(1353кэВ).Энергияпозитронного распада Ея.п.+ = 2562 – 1022 = 1540(кэВ); энергия распада путем Э.З. ЕЭ.З.= 2562 кэВ.33. 12,7 суток;34. 12,3 мин;36. 88 Бк/г;37. 16121 Бк;39. 81,4 мг;40. 23,8%842. 1,510 моль/л; 43. 411 мг45. 13,46 Бк;46. 1,17 Бк/мл;48. 1,667108 моль/л50. 7543 имп/мин; N 35. 4,8·1010 лет38. 4,81010 Бк41. 51,1%44. 95,6 Бк47. 11,71 Бк/мл49. 2971 имп/мин15 tdt I 0e5 I0(e15e5) ; 60000=I0(e-5 e-15); = 0,023105 мин1; I0 = 7543 имп/мин51. 1236,5 ч;52.
14,7;53. 99,17 МБк; 54. 350 МБк;55. 1341 кБк/мл56. Активности дочернего и материнского нуклидов сравняются в моментнакопления максимальной активности дочернего: tmax=[ln(2/1)]/(2-1) = 10,8 мин57. 10,66 ч58. Активность дочернего А2 = А1,0[(2/(2-1)][exp(-1t) - exp(-2t)] = 9716 Бк59. 4,07 кБк;60. 7,7081011;61. 24440 част./с;62. 5,41011моль;63. 0,3 Па;64.
0,875;65. 120 Бк; 48,76 года;7766. а) 7,3·10 ; б) 7,3·108467. 0; 1,50·101868. ~5; 1,55·1018;NY = NX,0 [(X/(Y-X)][exp(-Xt) - exp(-Yt)] , гдеt = 2 T½(Y) = 30 T½(X) ; X=30Y69. 1·1019; ~7·1019 (отсутствие равновесия; t<< T½(*B))70. 1) 4,82 МБк, 2) 407,6 кБк, 3) 4,826 МБк;71.
29,2 кБк72. 24,55 кг;Торий-232 – родоначальник естественного радиоактивногосемейства, ядра атомов которого претерпевают каскад - и -превращений:-6, 4 208232Th 82 Pb (стабильный)90В вековом равновесии с 232Th находятся 9 дочерних радиоактивных продуктов, иактивности материнского и всех дочерних радионуклидов равны. Следовательно,активность самого 232Th в десять раз меньше активности равновесной смеси.А(232Th)=1108 Бк.
Используя ур-е А = N = (ln2/T½)N, находим число ядер тория(N) и массу тория (m). N = 0,6371026; m = (N/NA)232 = 24549 г.73. 4,25 мг; 74. m(CsNO3)/m(NaI) = 1768; 75. 24,5 ч; 76. 7,5109 моль; 77. 574 ч78. В цепочке превращений к моменту t = 10Т½(В) практически устанавливаетсявековое равновесие. При t << Т½(А) равновесная активность дочернего А ААа) t = 110 сут., к моменту t = 5,5Т½(В) АB=АA[(1- exp(-5,5ln2)] и АA/АB = 1,00226б) t = 70 сут., к моменту t = 3,5Т½(В) Аt/А = 0,911679. 128 ч; 28,7 года;80. 1,5 МБк; 2,75 МБк; 1,5 МБк;81. 0; 1,5 NА(0)82.
NА(0) ; 0,75 NА(0); 83. а) 1,293, б) 1,75, в) 1 МБк;84. 1,5 кБк; 0,375 кБк685. 1,4∙10 : 1; 86. 1) 0,696 МБк, А(S)/А(P)= 1,783; б) 0,2576 МБк, А(S)/А(P)= 32,987. Энергетический эффект реакции Q=[(MS+Mn)(MP+Mp)]931501=926 кэВ.Реакция является эндоэнергетической.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
