Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.18 Ядерные реакции. Энергия связи (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2025)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13789

Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего изотоп 24
11Na  . Активность    3
1 см  этого раствора A0 = 2000  распадов в секунду. Период полураспада изотопа равен T = 20  ч. Через t1 = 4  ч активность 1 см3  крови пациента стала A1 = 0,5  распадов в секунду. Каков объём введённого раствора, если общий объём крови пациента V = 6  л? Переходом ядер изотопа из крови в другие ткани организма пренебречь.

Показать ответ и решение

Запишем закон радиоактивного распада:

          −t∕T
N(t)= N0⋅2    ,

где N (t)  – количество радиоактивных ядер через промежуток времени t  , N0  – изначальное количество радиоактивных ядер, T  – период полураспада вещества.
Активность пропорциональна количеству нераспавшихся ядер, ведь чем больше радиоактивных ядер, тем больше распадов совершается за единицу времени A ∼ N (t)  , то есть активность можно определить по формуле:

A(t) =A0 ⋅2−t∕T,  (1)

где A(t)  – активность в момент времени t  , A0  – изначальная активность.
При этом активность пропорциональна объему радиоактивного вещества, если концентрация вещества одинакова

A ∼ V(n= const)  (3)

Так как все радиоактивные ядра, которые содержались в растворе введены в кровь человека, то в начальный момент времени активность крови человека равна активности всего раствора перед введением препарата

aч0 = A0. (2)

Активность крови человека через промежуток времени t  можно найти по формуле (1), с учётом формулы (2)

aч1 = aч0 = A0⋅2−t∕T (4)

При этом из (3) можно вывести равенства

A0-= a0⇒  A0 = a0Vp (5)
Vp   V0         V0

где A0  –активность раствора объёма Vp  , Vp  – объём введенного раствора, a0  – активность объема V0  , V0 = 1  см3  .

a1   aч1         V0
V0 = Vч ⇒ a1 =aч1Vч  (6),

где a1  – активность раствора объёмом V0  через промежуток t  , Vч  – объёма человека.
Подставим (4) в (6)

a1 = A0⋅2−t∕T V0
            Vч

и объединим с (5)

a = a Vp ⋅ V0⋅2−t∕T = Vp⋅2−t∕T
 1   0V0  Vч        Vч

Отсюда можно выразить объём введенного раствора

     a1  t∕T   0,5 с−1     −3 3  (240мин)∕(1200мин)        −6  3
Vp = a0Vч2  = 2000-с−1 ⋅6⋅10  м ⋅2               ≈1,7⋅10  м
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формула активности раствора);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!