Logo ZadaniazMatur.plZadaniazMatur.pl
Zadanie 16. Matura CKE Listopad 2019
Zapoznaj się z poniższymi informacjami na temat polonu.
Polon jest silnie radioaktywnym, srebrzystoszarym metalem. Jego właściwości fizyczne i chemiczne są zbliżone do selenu.
Jest silnym emiterem promieniowania alfa – miligram 210Po^{210}\text{Po} emituje tyle samo cząstek alfa co 4,5 grama 226Ra^{226}\text{Ra}. Próbka polonu emanuje niebieską poświatą – jest to efekt wzbudzenia otaczającego ją powietrza. Jeden gram polonu wydziela 140 watów mocy, ogrzewając się przy tym do ponad 500°C. Z tego względu był niegdyś używany jako lekkie źródło ciepła w satelitach i pojazdach kosmicznych, na przykład w radzieckich Łunochodach do ogrzewania podzespołów podczas zimnych nocy księżycowych. Obecnie jest wciąż czasem stosowany jako wygodne, wysokowydajne źródło cząstek α\alpha.
Polon ma 33 izotopy z przedziału mas 188–220. Nie ma stabilnych izotopów. Najtrwalszy izotop 209, o okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 103 lata, nie występuje naturalnie. Jego nukleosynteza, podobnie jak izotopu 208 (t1/2=2,9latt_{1/2} = 2,9\ \text{lat}), wymaga bombardowania ołowiu lub bizmutu naładowanymi cząstkami (protonami, deuteronami lub cząstkami α\alpha) w synchrotronie. Najtrwalszym naturalnie występującym izotopem jest 210Po^{210}\text{Po} o t1/2=138,3dniat_{1/2} = 138,3\ \text{dnia}. Produktem jego rozpadu jest stabilny izotop ołowiu 206Pb^{206}\text{Pb}. Praktycznie wszystkie badania polonu prowadzone są z użyciem izotopu 210.
Polon występuje w skorupie ziemskiej w śladowych ilościach w rudach uranu oraz jako tlenek. Jego stężenie w tych rudach jest jednak tak małe (7,4⋅10−11g 210Po/g 238U7,4 \cdot 10^{-11}\ \text{g } ^{210}\text{Po} / \text{g } ^{238}\text{U}), że przemysłowo opłaca się go otrzymywać na drodze bombardowania bizmutu neutronami:
83209Bi+01n→83210Bi+γ→t1/2=5,01dnia84210Po+β−+νe^{209}_{83}\text{Bi} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{210}_{83}\text{Bi} + \gamma \xrightarrow{t_{1/2}=5,01\ \text{dnia}} ^{210}_{84}\text{Po} + \beta^- +
u_e

Powstały 210Po^{210}\text{Po} jest oczyszczany przez destylację próżniową. Roczne naświetlanie kilograma bizmutu strumieniem 1024neutronoˊw/(cm2⋅s)10^{24}\ \text{neutronów}/(\text{cm}^2 \cdot \text{s}) daje ok. 25mg 210Po25\ \text{mg } ^{210}\text{Po}, co jest ilością niemożliwą do wyizolowania ze źródeł naturalnych. Światowa produkcja tego izotopu wynosi ok. 100 gramów rocznie. Ilość polonu w skorupie ziemskiej jest na tyle mała, że nie podaje się żadnych, nawet szacunkowych danych na ten temat.
Wybrane właściwości fizyczne polonu: gęstość 9196kgm39196\ \dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}, temperatura topnienia 254°C, temperatura wrzenia 962°C, ciepło właściwe 126Jkg⋅K126\ \dfrac{\text{J}}{\text{kg} \cdot \text{K}}.
Zadanie 16.1.(0 - 1)
Fizyka współczesna
Oblicz, jaką moc wydziela 1cm31\ \text{cm}^3 polonu 210.
#fizyka jądrowa#rozpad promieniotwórczy#moc
Zadanie 16.2.(0 - 1)
Fizyka współczesna
Oblicz, jaką moc wydzielałby 1cm31\ \text{cm}^3 polonu 210 po 415 dniach.
#rozpad promieniotwórczy#czas połowicznego rozpadu#moc promieniowania#izotopy
Zadanie 16.3.(0 - 1)
Fizyka współczesna
Oblicz, jak długo trzeba by naświetlać 1kg1\ \text{kg} bizmutu wiązką 1023neutronoˊw/(cm3⋅s)10^{23}\ \text{neutronów}/(\text{cm}^3 \cdot \text{s}), aby wyprodukować 1 miligram polonu 210.
#reakcje jądrowe#aktywacja neutronowa#izotopy#proporcjonalność
Zadanie 16.4.(0 - 2)
Fizyka współczesna
Na podstawie powyższego tekstu oraz własnej wiedzy przedstaw co najmniej dwa argumenty świadczące o tym, że stosowanie izotopów promieniotwórczych jako źródeł mocy w statkach kosmicznych jest korzystniejsze w porównaniu z innymi rodzajami źródeł mocy. Uzasadnij swoją odpowiedź.
#izotopy promieniotwórcze#rozpad promieniotwórczy#źródła energii#kosmonautyka

Zobacz również podobne zadania

Matura CKE Grudzień 2013
0 - 1 pkt
Zadanie 9. (0–1)
Termometr laboratoryjny mierzący temperatury w zakresie od −10 ∘C-10 ^\circ\text{C} do 50 ∘C50 ^\circ\text{C} położono na stoliku pompy próżniowej, ale nie przykrywano kloszem (jak na rysunku).[img1]Po ustaleniu równowagi termodynamicznej słupek rtęci wskazał temperaturę 25 ∘C25 ^\circ\text{C}. Następnie stolik z termometrem nakryto kloszem w sposób nienaruszający stanu równowagi termodynamicznej w układzie i bardzo powoli wypompowano powietrze spod klosza.
Spośród podanych poniżej zaznacz wszystkie poprawne informacje wpisując znak X w puste kratki.
25 ∘C25 ^\circ\text{C} była temperaturą
P F
Po nakryciu kloszem stolika z termometrem wskazanie termometru
.........................
Zobacz pełne zadanie →
Matura CKE Grudzień 2013
0 - 1 pkt
Zadanie 14. (0–1)
Rozważ dwa układy drgające przedstawione na rysunku. Wszystkie sprężyny są identyczne, a masy ciężarków – równe. Jeśli ciężarki zostaną wprawione w drgania, to okres drgań ciężarka na pojedynczej sprężynie wynosi T1T_1, a okres drgań ciężarka w układzie z dwoma sprężynami wynosi T2T_2.[img1]Poniżej zapisano relacje pomiędzy okresami drgań ciężarków.
Wybierz i otocz kółkiem prawidłową odpowiedź.
Zobacz pełne zadanie →
Matura Operon Listopad 2018
0 - 4 pkt
Zadanie 13.
Płaska ramka z drutu z wpiętym amperomierzem została umieszczona w zmiennym polu magnetycznym prostopadle do linii sił. Powierzchnia ramki wynosi 400 cm2400 \text{cm}^2, a jej opór (wraz z amperomierzem) to 0,05 Ω0,05 \Omega. Wartości natężenia prądu wskazywane przez amperomierz przedstawiono na wykresie.[img1]Sporządź wykres zależności indukcji pola magnetycznego przenikającego przez ramkę od czasu. Wartość początkowa indukcji wynosi 0.

Zobacz pełne zadanie →

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?

Załóż darmowe konto, by uzyskać nielimitowany, wygodny dostęp do odpowiedzi do wszystkich zadań maturalnych!

Załóż darmowe konto