Один из методов определения возраста Земли основан на радиоактивном распаде урана. Уран (атомная масса 238) распадается самопроизвольно с последовательным выделением восьми альфа-частиц, а конечным продуктом распада является свинец с атомной массой 206 и газ гелий. На рисунке представлена цепочка превращений урана-238 в свинец-206.
Каждая освободившаяся при распаде альфа-частица проходит определенное расстояние, которое зависит от ее энергии. Чем больше энергия альфа-частицы, тем большее расстояние она проходит. Поэтому вокруг урана, содержащегося в породе, образуется восемь концентрических колец. Такие кольца (плеохроические гало) были найдены во многих горных породах всех геологических эпох. Были сделаны точные измерения, показавшие, что для разных вкраплений урана кольца всегда отстоят на одинаковых расстояниях от находящегося в центре урана.
Когда первичная урановая руда затвердевала, в ней, вероятно, не было свинца. Весь свинец с атомной массой 206 был накоплен за время, прошедшее с момента образования этой горной породы. Раз так, то измерение количества свинца-206 по отношению к количеству урана-238 – вот всё, что нужно знать, чтобы определить возраст образца, если период полураспада известен. Для урана-238 период полураспада составляет приблизительно 4,5 млрд лет. В течение этого времени половина первоначального количества урана распадается на свинец и гелий.
Таким же образом можно измерить возраст других небесных тел, например, метеоритов. По данным таких измерений возраст верхней части мантии Земли и большинства метеоритов составляет 4,5 млрд лет.
Период полураспада – это
1) интервал времени, прошедший с момента образования горной породы до проведения измерения числа ядер радиоактивного урана
2) интервал времени, в течение которого распадается половина от первоначального количества радиоактивного элемента
3) параметр, равный 4,5 млрд лет
4) параметр, определяющий возраст ЗемлиКонец формы
Начало формы
Для определения возраста образца горной породы, содержащей уран-238, достаточно определить
1) количество урана-238
2) количество свинца-206
3) отношение количества урана-238 к количеству свинца-206
4) отношение периода полураспада урана-238 к периоду полураспада свинца-206Конец формы
Начало формы
Из перечисленных ниже частиц при образовании плеохроического гало (см. рисунок в тексте) максимальное расстояние проходят частицы, образующиеся при
1) α-распаде ядра урана-238
2) α-распаде ядра полония-214
3) β-распаде ядра протактиния-234
4) β-распаде ядра свинца-210
Коллайдер
Для получения заряженных частиц высоких энергий используются ускорители заряженных частиц. В основе работы ускорителя лежит взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Ускорение производится с помощью электрического поля, способного изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Постоянное магнитное поле изменяет направление движения заряженных частиц, не меняя величины их скорости, поэтому в ускорителях оно применяется для управления движением частиц (формой траектории).
По назначению ускорители классифицируются на коллайдеры, источники нейтронов, источники синхротронного излучения, установки для терапии рака, промышленные ускорители и др. Коллайдер – ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся сообщить частицам высокую кинетическую энергию, а после их столкновений –наблюдать образование других частиц.
Самым крупным кольцевым ускорителем в мире является Большой адронный коллайдер (БАК), построенный в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований, на границе Швейцарии и Франции. В создании БАК принимали участие ученые всего мира, в том числе и из России. Большим коллайдер назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет почти 27 км; адронным –из-за того, что он ускоряет адроны (к адронам относятся, например, протоны). Коллайдер размещён в тоннеле на глубине от 50 до 175 метров. Два пучка частиц могут двигаться в противоположном направлении на огромной скорости (коллайдер разгонит протоны до скорости 0,999999998 от скорости света). Однако в ряде мест их маршруты пересекутся, что позволит им сталкиваться, создавая при каждом соударении тысячи новых частиц. Последствия столкновения частиц и станут главным предметом изучения. Ученые надеются, что БАК позволит узнать, как происходило зарождение Вселенной.
Какое(-ие) из утверждений является(-ются) правильным(-и)?
А. По виду Большой адронный коллайдер относится к кольцевым ускорителям.
Б. В Большом адронном коллайдере протоны разгоняются до скоростей, больших скорости света.
1) только А 2) только Б
3) и А, и Б 4) ни А, ни Б
Конец формы
Начало формы
В ускорителе заряженных частиц
1) электрическое поле ускоряет заряженные частицы
2) электрическое поле изменяет направление движения заряженной частицы
3) постоянное магнитное поле ускоряет заряженные частицы
4) и электрическое, и магнитное поле изменяет направление движения заряженной частицы
Конец формы
Начало формы
Адро́ны – класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию. К адронам относятся:
1) протоны и электроны
2) нейтроны и электроны
3) нейтроны и протоны
4) протоны, нейтроны и электроны