Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 3811
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 16, 17 и 18.

Ра­дио­ак­тив­ные ми­не­раль­ные воды

Ра­дио­ак­тив­ность ми­не­раль­ных вод была об­на­ру­же­на в на­ча­ле ХХ века, среди пер­во­от­кры­ва­те­лей был Дж. Дж. Том­сон. Ра­дио­ак­тив­ность вод обу­слов­ле­на, в ос­нов­ном, на­ли­чи­ем в них радия (Ra) и рас­творённого газа  — ра­до­на (Rn). За еди­ни­цу ак­тив­но­сти (А), на­зван­ной в честь А. Бек­ке­ре­ля, при­нят один бек­ке­рель (1 Бк), ха­рак­те­ри­зу­ю­щий ак­тив­ность ве­ще­ства, в ко­то­ром за одну се­кун­ду про­ис­хо­дит в сред­нем один ра­дио­ак­тив­ный рас­пад. В слу­чае ис­точ­ни­ков вод ис­поль­зу­ют еди­ни­цы 1 Бк/дм3 = 1 Бк/л.

Наи­бо­лее ра­дио­ак­тив­ные воды вы­хо­дят из гра­нит­ных пород, со­дер­жа­щих за­мет­ное ко­ли­че­ство Ra. Для ме­ди­ци­ны зна­че­ние имеют ра­до­но­вые воды, в ко­то­рых рас­творён ра­дио­ак­тив­ный Rn (пе­ри­од по­лу­рас­па­да 3,82 сут.). Эти воды при­ня­то ха­рак­те­ри­зо­вать по ак­тив­но­сти ра­до­на, см. таб­ли­цу 1.

Таб­ли­ца 1. Ра­до­но­вые ис­точ­ни­ки

Тип А, Бк/л
Очень сла­бо­ра­до­но­вый185–740
Сла­бо­ра­до­но­вый740–1480
Сла­бо­ра­до­но­вый1480–7400
Силь­но­ра­до­но­вый> 7400

 

В на­ча­ле ХХ века опре­де­ле­ние ак­тив­но­сти было ос­но­ва­но на иони­за­ции воз­ду­ха под воз­дей­стви­ем ра­дио­ак­тив­но­го из­лу­че­ния и из­ме­ре­нии ско­ро­сти раз­ряд­ки элек­три­че­ски за­ря­жен­но­го тела вслед­ствие про­во­ди­мо­сти воз­ду­ха. Для этого в за­мкну­тый за­землённый ме­тал­ли­че­ский кон­тей­нер (сосуд) по­ме­ща­ли за­ря­жен­ное тело, со­единённое с элек­тро­мет­ром, и впус­ка­ли, на­при­мер, Rn. При этом по­ка­за­ния элек­тро­мет­ра в те­че­ние пер­вых 3–4 ч воз­рас­та­ли, а затем па­да­ли. Воз­рас­та­ние по­ка­за­ний свя­зы­ва­ли с ра­дио­ак­тив­ным налётом, об­ра­зо­ван­ным твёрдыми про­дук­та­ми рас­па­да Rn:

радон (222Rn) → по­ло­ний (218Pо) → сви­нец (214Pb) → вис­мут (214Bi) →….

Пер­вые два шага це­поч­ки со­про­вож­да­ют­ся ис­пус­ка­ни­ем α-ча­сти­цы, ра­до­но­вые воды α-ра­дио­ак­тив­ны. Ослаб­ле­ние ак­тив­но­сти налёта пред­став­ле­но в таб­ли­це 2. За ак­тив­ность ра­до­но­вых вод при­ни­ма­ют ве­ли­чи­ну, из­ме­ря­е­мую при­бо­ром через 3–4 ч после вве­де­ния Rn.

Таб­ли­ца 2. Из­ме­не­ние ак­тив­но­сти налёта, по М. Кюри

t, мин.

0153045607590105120
А, %10092,378,062,748,736,927,520,314,8

 

Для опре­де­ле­ния ра­дио­ак­тив­но­сти ми­не­раль­но­го ис­точ­ни­ка либо через из­вест­ный объём воды про­ду­ва­ли воз­дух, либо взбал­ты­ва­ли его с воз­ду­хом. При этом бо́льшая часть Rn пе­ре­хо­ди­ла в воз­дух, ко­то­рый ис­сле­до­вал­ся в при­бо­ре. При опре­де­ле­нии окон­ча­тель­но­го зна­че­ния, ха­рак­те­ри­зу­ю­ще­го ак­тив­ность ис­точ­ни­ка, вво­ди­лись по­прав­ки, свя­зан­ные с тем, что не весь Rn пе­ре­хо­дит в воз­дух и не все α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные при рас­па­де Rn, иони­зу­ют воз­дух. 10

Rn может со­дер­жать­ся не толь­ко в при­род­ной воде, но и в воз­ду­хе, по­сту­пая в жилые по­ме­ще­ния как с во­до­про­вод­ной водой, так и с бы­то­вым газом. При этом пре­дель­но до­пу­сти­мые кон­цен­тра­ции Rn в воз­ду­хе для жилой ком­на­ты 0,2 кБк/м3, для кухни  — 3 кБк/м3, для ван­ной ком­на­ты  — 8,5 кБк/м3.

Изу­че­ние ак­тив­но­сти мно­гих сотен ис­точ­ни­ков ми­не­раль­ных вод по всему миру в на­ча­ле ХХ века, в том числе и в Рос­сии (см. таб­ли­цу 3) было свя­за­но с тем, что, от­клик­нув­шись на новое яв­ле­ние, врачи по­ла­га­ли, что мно­гие хро­ни­че­ские бо­лез­ни можно из­ле­чить, при­ни­мая ра­до­но­вые ванны. Се­год­ня на­зна­ча­ют 10–15-ми­нут­ные ра­до­но­вые ванны с ак­тив­но­стью воды 1,4–4,5 кБк/л.

Таб­ли­ца 3. Ак­тив­ность ис­точ­ни­ков, по Л. Бер­тен­со­ну

Ис­точ­никМест­ностьА, Бк/л
Мо­ло­ков­скийЗа­бай­ка­лье4730
Ям­кун­скийЗа­бай­ка­лье3750
Нер­чин­скийЗа­бай­ка­лье1435
Лар­гин­скийЗа­бай­ка­лье315
Теп­ло­сер­ный № 1Пя­ти­горск845
Теп­ло­сер­ный № 2Пя­ти­горск950
Теп­ло­сер­ный № 3Пя­ти­горск660
У-ба Браж­ни­ко­ваПя­ти­горск40
Нар­занПя­ти­горск25

При­ве­ди­те при­мер сла­бо­ра­до­но­во­го ис­точ­ни­ка из числа упо­мя­ну­тых в тек­сте.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При­ме­ры сла­бо­ра­до­но­вых ис­точ­ни­ков (740–1480 Бк/л): Нер­чин­ский, Теп­ло­сер­ный № 1, Теп­ло­сер­ный № 2.

 

Ответ: Нер­чин­ский, Теп­ло­сер­ный № 1, Теп­ло­сер­ный № 2.

Источник: ВПР 2021 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 18
Раздел кодификатора ФИПИ: 5.4 Ядер­ные ре­ак­ции. Ядер­ная энер­ге­ти­ка.
1
Тип 16 № 3810
i

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

Для опре­де­ле­ния _________________ ми­не­раль­но­го ис­точ­ни­ка нужно, взяв опре­делённый объём воды, про­дуть его воз­ду­хом, а затем за­пол­нить этим воз­ду­хом ме­тал­ли­че­ский кон­тей­нер, со­дер­жа­щий за­ря­жен­ное тело, по ______________________________ ко­то­ро­го можно су­дить об ак­тив­но­сти ис­точ­ни­ка.


2
Тип 18 № 3812
i

Из Мо­ло­ков­ско­го ис­точ­ни­ка взяли пробу воды объёмом 8,5 л. Из­влечённый из неё радон со­бра­ли в спе­ци­аль­ный при­бор, в ко­то­ром об­ра­зо­вы­вал­ся ра­дио­ак­тив­ный налёт. Какую ак­тив­ность об­на­ру­жит налёт сам по себе через час после до­сти­же­ния мак­си­маль­ной ве­ли­чи­ны, счи­тая, что она со­став­ля­ет 2% от ак­тив­но­сти пробы воды? Ответ под­твер­ди­те рас­че­та­ми.