Tajemniczy S
wiat atomów
(fizyka jądrowa)
13
a
i
n
a
Rozwiąz
Tajemniczy S
wiat atomów
(fizyka jądrowa)
216 Nie uda się sporządzić takiego modelu (chba, że byłby to model pomyS
-
lany). Gdyby w modelu jądro atomowe stanowiła kulka o promieniu 1 cm, wtedy
atom musiałby mieć promień 100000 razy większy, czyli 1 km.
Gdyby model jądra stanowiła główka od szpilki o promieniu 1 mm, to i tak model
nie zmieS
ciłby się w pracowni fizycznej, bo promień atomu wynosiłby 100 m.
217
a Cechą pierwiastka, odróżniającą go od innych, jest liczba protonów w
jądrze atomu tego pierwiastka. Aby zmienić go w inny pierwiastek, trzeba
zmienić jądra atomów, czyli musi zajS
ć przemiana jądrowa, a w reakcjach che-
micznych jądra atomów pozostają niezmienione.
b Spalanie jest także reakcją chemiczną, więc ciało promieniotwórcze po spa-
leniu nadal zachowuje swoje własnoS
ci związane ze szkodliwym promienio-
waniem.
218
a Przez dodanie neutronu otrzymamy izotop tego samego pierwiastka.
Dodanie protonu powoduje zmianę w jądro innego pierwiastka, leżącego
o jedno miejsce dalej w układzie okresowym Mendelejewa.
b W drugim przypadku powłoka elektronowa będzie zawierała o jeden elek-
tron więcej, bo liczba elektronów w atomie jest równa liczbie protonów w jego
jądrze (atom jest elektrycznie obojętny).
JeS
li do jądra pierwiastka dodamy jeden proton, a nie zmienimy liczby elektro-
nów w jego powłoce, to otrzymamy jon dodatni pierwiastka, leżącego o jedno
miejsce dalej w układzie okresowym.
219
a Izotopy tego samego pierwiastka mają jednakowe liczby protonów
w jądrze (liczby atomowe).
b Izotopy trwałe: Izotopy promieniotwórcze:
1 3
H  1 proton, 1 neutron; H  1 proton, 2 neutrony;
1 1
4 6
He  2 protony, 2 neutrony; He  2 protony, 4 neutrony;
2 2
16 14
O  8 protonów, 8 neutronów; O  8 protonów, 6 neutronów;
8 8
14 16
N  7 protonów, 7 neutronów; N  7 protonów, 9 neutronów;
7 7
296
Rozwiązania 13
7 8
Li  3 protony, 4 neutrony; Li  3 protony, 5 neutronów;
3 3
12 14
C  6 protonów, 6 neutronów; C  6 protonów, 8 neutronów.
6 6
Trwałe izotopy lekkich pierwiastków mają jednakowe (lub bardzo bliskie)
liczby protonów i neutronów w jądrze.
220 
221
a
m ( g)
8
7
6
5
4
3
2
1
5730 11460 17190 22920 28650 t (lata)
14
b W szczątkach zwierzęcia pozostanie 0,25 gizotopu C po czasie
6
5 5730 lat 28650 lat .
1000000
14
c
Milion lat to 175 czasów połowicznego rozpadu C.
6
5730
297
Tajemniczy S
wiat atomów
(fizyka jądrowa)
14
Nie możemy tego okreS
lić, bo pozostałych atomów C będzie tak mało, że nie
6
potrafimy ich wykryć.
222
a 26 1020 200 106 1,6 10 19 J 83,2 109 J = 8,32 104 MJ .
b 1 kg 2,3 107 J
x 83,2 109 J
83,2 109 J 1 kg
x 3600 kg 3,6 ton .
2,3 107 J
c Energia powstająca podczas rozszczepienia pojedynczego jądra pochodzi
z różnicy tych mas:
E 200 MeV 200 106 1,6 10 19 C V 3,2 10 11 J ,
E 3,2 10 11 J 3,2
E mc2 , skąd m 10 27 kg 3,55 10 24 kg .
9
c2 2
m
3 108

s
298