Номер 11.101, страница 222 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность - номер 11.101, страница 222.

Условие.

11.101. После ядерного взрыва в окружающей среде остаётся много радиоактивных изотопов с самыми разнообразными периодами полураспада. Какие из них представляют наибольшую опасность для людей, попадающих в эту среду через некоторое время после взрыва?

Решение.

Решение

Опасность радиоактивного изотопа для человека определяется его активностью (количеством распадов в секунду), типом и энергией излучения, а также временем, которое прошло с момента образования этого изотопа. Активность вещества напрямую связана с его периодом полураспада ($T_{1/2}$): чем короче период полураспада, тем выше активность при том же количестве ядер.

Все радиоактивные изотопы, образующиеся после ядерного взрыва, можно условно разделить на три группы по периоду полураспада:

1. Изотопы с очень коротким периодом полураспада (секунды, минуты, часы, дни). Они обладают чрезвычайно высокой активностью и представляют смертельную опасность сразу после взрыва. Однако из-за быстрого распада их количество и, соответственно, активность стремительно уменьшаются. Через некоторое значительное время (например, несколько месяцев) они практически полностью распадутся и уже не будут представлять серьезной угрозы.

2. Изотопы с очень длинным периодом полураспада (тысячи и миллионы лет). Такие изотопы имеют очень низкую активность. Несмотря на то, что они будут загрязнять территорию очень долгое время, интенсивность их излучения в каждый момент времени невелика, поэтому они не создают острой лучевой опасности, хотя и вносят вклад в долгосрочное повышение радиационного фона.

3. Изотопы со средним периодом полураспада (от нескольких недель до десятков лет). Эта категория представляет наибольшую опасность для людей, которые окажутся на зараженной территории через некоторое время после взрыва. Их период полураспада достаточно велик, чтобы они сохранились в окружающей среде в опасных концентрациях на протяжении многих лет. В то же время их период полураспада достаточно мал, чтобы их активность была высокой и способной нанести серьезный вред здоровью. Типичными представителями этой группы являются стронций-90 (период полураспада около 29 лет) и цезий-137 (период полураспада около 30 лет), которые могут накапливаться в организме и вызывать тяжелые заболевания.

Таким образом, именно изотопы со средними периодами полураспада создают основную долгосрочную опасность после ядерного взрыва.

Ответ: Наибольшую опасность для людей, попадающих в среду через некоторое время после взрыва, представляют радиоактивные изотопы со средними периодами полураспада (от нескольких недель до десятков лет), так как они достаточно долго остаются в окружающей среде и при этом обладают высокой радиоактивностью.