Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.18 Ядерные реакции. Энергия связи (Отсутствует в ЕГЭ 2024)
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 проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана активность раствора )

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении 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 данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!