Perustehtävät (401–416)

Tehtävä 401

a) Montako protonia, neutronia ja elektronia on seuraavissa hiukkasissa?

  1. Sn-117
  2. [[$^{65}_{30}\text{Zn}^{2+}$]]

b) Missä kokonaisuuksissa on seuraavat hiukkaset?

  1. 78 protonia, 116 neutronia ja 74 elektronia
  2. 10 ylös-kvarkkia, 11 alas-kvarkkia ja 3 elektronia

401

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 402

Laske massavaje, sidosenergia ja sidososuus isotoopeille O-16 ja Pb-208.

402

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 403

Aurinko säteilee n. 3,8[[$ \cdot $]]​1026 watin teholla. Vapautuva energia on peräisin auringossa tapahtuvista ydinreaktioista, joissa massaa muuttuu energiaksi. Kuinka paljon Auringon massaa muuttuu säteilyn energiaksi aikayksikköä kohden?

403

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 404

a) Kuinka paljon energiaa tarvitaan Fm-252 -ytimen hajottamiseksi nukleoneihinsa?

b) Kuinka paljon energiaa vapautuu, kun syntyneistä nukleoneista muodostetaan Ca-48 ja Hg-204 -ytimet?

c) Päättele a- ja b-kohtien tulosten pohjalta, paljonko energiaa vaaditaan tai vapautuu, jos Fm-252 -ydin hajotetaan Ca-48 ja Hg-204 -ytimiksi.

404

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 405

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Merkitse oikeat luvut muuttujien paikalle.


a)   [[$_{\ 4}^{\text{X}}\text{Be}\ \rightarrow\ _{\ \ \text{Y}}^{10}\text{B+e}^-+\overline{\nu}$]]

X = Y =


b)   [[$_{\ \ 84}^{210}\text{Po}\ \rightarrow\ {_\text{Y}^\text{X}\text{Pb}+\alpha}$]]

X = Y =


c)   [[$_{\ \text{X}}^{11}\text{C}\ \rightarrow\ {_{\ \text{Y}}^{11}\text{B}}+\text{e}^++\nu$]]

X = Y =


d)   [[$_{26}^{55}\text{Fe}+\text{e}^- \ \rightarrow \ {_\text{Y}^\text{X}\text{Mn}}+\nu$]]

X = Y =

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Tehtävä 406

Kirjoita hajoamisyhtälöt seuraaville prosesseille.

a) Torium-230 hajoaa.

b) Radioaktiivisen hajoamisen seurauksena syntyy Cl-35 -isotooppi ja säteilyä, joka koostuu elektroneista.

c) Typen isotooppi N-13:n hajoamistuotteena syntyy hiiltä.

406

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 407

Kirjoita radioaktiivisen hajoamisen reaktioyhtälöt isotoopeille Po-210, Pu-239, Mg-27 ja Zr-88. Kuvassa kappale plutonium-239:ää.

407

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 408

a) Jodin isotooppi I-131 hajoaa. Kirjoita reaktioyhtälö.

b) Laske hajoamisessa vapautuva energia.

408

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 409

Palovaroittimissa hyödynnetään usein alfa-aktiivista Am-241 -isotooppia. Sen atomimassa on 241,056829144 u.

a) Kirjoita kyseisen isotoopin hajoamisyhtälö, ja laske hajoamisessa vapautuva energia.

b) Amerikium-241 -ytimellä on lisäksi pieni todennäköisyys hajota Tl-207 ja Si-34 -isotoopeiksi, joiden atomimassat ovat 206,977419 u ja 33,978575 u. Tällaisen hajoamisilmiön englanninkielinen nimitys on "cluster decay". Määritä tässä reaktiossa vapautuva energia.

409

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 410

Koboltti-60 voi hajota kahdella eri tavalla, mitä kuvataan alla olevalla kaaviolla.

a) Kirjoita hajoamisen reaktioyhtälö.

b) Määritä hajoamisessa vapautuva energia.

c) Määritä hajoamisen yhteydessä havaittavat sähkömagneettisen säteilyn aallonpituudet.

410

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 411

Plutonium-239 on alfa-aktiivinen, mutta voi hajota myös spontaanin fission kautta esimerkiksi reaktiolla[[$$^{239}_{\,\,94}\text{Pu}\rightarrow {^{134}_{\,\,54}\text{Xe}}+ {^{103}_{\,\,40}\text{Zr}}+2\,{^1_0\text{n}}$$]]Jos plutonium-239 -isotooppia on aineessa suuri osuus, hajoamisessa vapautuneet neutronit voivat osua toisiin plutonium-239 -ytimiin ja saada ne hajoamaan samalla reaktiolla. Näin muutoin harvinainen spontaani fissio voi tapahtua kaikissa lähekkäin olevissa plutonium-239 -ytimissä lähes yhtä aikaa.

a) Laske yhdessä reaktiossa vapautuva energia. Reaktiossa esiintyvän Zr-103:n atomimassa on 102,92660 u.

b) Laske energia, joka vapautuisi, jos 1 kilogramma plutonium-239:ää hajoaisi yhtä aikaa. Vertaa ensimmäiseen sodassa käytetyssä ydinaseessa vapautuneeseen energiaan, 63 TJ.

411

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 412

Radioaktiivista isotooppia sisältävän näytteen suhteelliseksi aktiivisuudeksi mitattiin 33 kBq. 24 tuntia myöhemmin näytteen aktiivisuus oli 21 kBq. Laske isotoopin puoliintumisaika.

412

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 413

Radiojodihoidossa potilaalle annetaan isotooppia I-131, joka kertyy hyperaktiiviseen kilpirauhaseen ja vähentää siellä toimivan kudoksen määrää. Hoidossa käytettävän annoksen kokonaisaktiivisuus on n. 400 MBq.

a) Laske jodin massa hoitoannoksessa.

b) Radiojodia säilytetään ennen käyttöä 12 vuorokautta. Laske, kuinka monta prosenttia sen aktiivisuus vähenee tänä aikana.

413

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 414

Uraani-238 -näytteen mitataan emittoivan keskimäärin 38,4 alfahiukkasta sekunnissa. Uraani-isotoopin massa on 3,0 mg. Määritä tämän perusteella isotoopin puoliintumisaika.

414

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 415

Radioaktiivisen cesiumin hajoamistuotteena syntyvää Ba-137 -isotooppia eristettiin ja sen gamma-aktiivisuutta mitattiin 10 minuutin ajan. Mittaustulokset on esitetty oheisessa mittausdata-taulukossa. Esitä tulokset graafisesti sopivalla ohjelmistolla ja määritä bariumin puoliintumisaika.

415

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 416

Säteilyturvakeskus suosittelee toimenpiteitä huoneilman radonpitoisuuden pienentämiseksi, mikäli se ylittää 400 Bq/m3. Laske kuinka montaa aktiivista Rn-222 -ydintä tämä tarkoittaa kuutiometriä kohden.

Huoneilman radon (STUK)

416

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.