الفيزياء فصل ثاني

التوجيهي علمي

icon

1. الفكرة الرئيسة: أوضّح المقصود بالاضمحلال الإشعاعي

وعمر النصف والنشاطيّة الإشعاعيّة.

الاضمحلال الإشعاعي: هو التحوّل التلقائي لنواة غير مستقرة

إلى نواة أكثر استقرارا  عن طريق انبعاث جُسيم ألفا أو جُسيم

بيتا، وغالبًا ما يصاحب ذلك انبعاث أشعة غاما.
عمر النصف: المدة الزمنية اللازمة لاضمحلال نصف عدد النوى

   المشعة.
النشاطيّة الإشعاعيّة: عدد الاضمحلالات في الثانية الواحدة.

2. أفسّر انبعاث أشعة غاما من النواة.

عند انبعاث جسيمات بيتا أو ألفا من نوى بعض النظائر المشعة

قد لا تكون النوى الناتجة في مستوى الاستقرار بل في أحد مستويات

الإثارة لها. وحتى تنتقل النوى الناتجة لمستوى الاستقرا  تخسر طاقة

 على شكل أشعة غاما.
 

3. أحسب: يقوم أسامة بدراسة نظير مشع في مختبر الإشعاع في

جامعته. قاس نشاطيّته الإشعاعيّة فوجدها ( 400) اضمحلال لكل

دقيقة، وبعد ثلاث  ساعات أصبحت ( 100) اضمحلال لكل دقيقة.

أجد عمر النصف للنظير المشعّ بالدقيقة.AA0=12tt1/2  100400= (12)3t1/2 14 =123t1/2   122=123t1/2

وبما أن الأساسات متساوية فإنّ الأسس متساوية، أي أن:3t1/2=2  t1/2 =32 =1.5h =90 min

4. أحسب: نظير مشعّ نشاطيّته الإشعاعيّة الآن( 800Bq)،

 وثابت الاضمحلال له 4ln(2) days-1 فما المدة الزمنية اللازمة

حتى تصبح نشاطيته الإشعاعية (100Bq).

أحسب عمر النصف من العلاقة: 

t1/2 =ln(2)λ=ln(2)4ln(2)=14 day

ثم أحسب الزمن من العلاقة: 

AA0=12tt1/2 100800=12tt1/2 18=12tt1/2 123=12tt1/2 

وبما أن الأساسات متساوية، فإن الأسس متساوية: 

 3=tt1/2  t= 3×t1/2 =3×14=34 day

5. أستخدم المتغيرات: عينة من نظير الثوريوم T90228h تحتوي على                        (2.53×1021 atom) وثابت الاضمحلال له يساوي(1.15×10-8 s-1) أجد:

أ. عمر النصف للثوريوم (T90228h)

ب. النشاطية الإشعاعية للعينة. 

 

أ. احسب عمر النصف باستخدام العلاقة:

t1/2=ln(2)λ=0.6931.15×10-8=6.02×107s

ب. أحسب النشاطية باستخدام العلاقة:

A=N0 λ=2.53×1021×1.15×10-8Bq

6. أحلل: الفلور-18 (F918)نظير مشع مُعَدّ صناعيًّا، عمر النصف له110min

 يُستخدم في التصوير الطبّي حيث يضمحل ليعطي أحد نظائر الأكسجين

وبوزيترون. أعدّت سارة عينة منه تحتوي على2.1×1016 atomلتصوير أحد

المرضى.
أ . أكتب معادلة موزونة لاضمحلال الفلور.
ب. أحسب ثابت الاضمحلال له.
ج. ما عدد النوى المشعّة بعد مضي (220min)

 أ. F918 ZAO +e+10+νF918 818O +e+10+ν

ب. t1/2=ln(2)λ λ=0.693t1/2=0.693110=6.3×10-3 min-1

ج. بعد مضي (220min) يكون قد مر على العينة زمن يساوي

 ضعفي عمر النصف، ما يعني أن عدد النوى المشعة يقل إلى الربع: 

N=14 N0=14 ×2.1×1016=5.25×1015 atom

7. أفسر: انبعاث جُسيمات بيتا السالبة من النواة بالرغم من

 عدم احتواء النواة على إلكترونات. 

ينبعث جسيم بيتا السالب من النواة نتيجة اضمحلال أحد

نيوترونات النواة وتحوله إلى بروتون وجسيم بيتا السالب

 وضديد نيوترينو.

8. التفكير الناقد: تُستخدم الأشعّة النوويّة في التحكّم في سُمك
الموادّ المصنَّعة على نحو ما هو مبيَّن في الشكل. حيث
يوضع أسفل الشريط مصدر مشعّ، وتُستقبل الأشعة بعد
نفاذها من الشريط عن طريق كاشف يُرسِل بدوره إشارة
إلى جهاز التحكّم عن مقدار الأشعة التي وصلت إليه. فأيّ
الأشعّة النوويّة أفضل في هذا الاستخدام؟ ولماذا؟

جسيمات بيتا هي الأنسب لهذا الاستخدام. فنفاذية
جسيمات ألفا صغيرة جداً، يمتصها الشريط ولا يصل أي
منها للكاشف. أما نفاذية أشعة غاما فعالية وتفاعلها مع
الوسط قليل وقد لا تؤثر التغيرات في سمك الشريط على
شدة أشعة غاما التي تصل الكاشف.