Меню

Почему космическая радиация не убила астронавтов при полете на Луну

Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования

РИТЭГ: прозаичные тепло и электричество для космических аппаратов

Так получилось, что в серии «Мирный космический атом» мы движемся от фантастического к распространенному. В прошлый раз мы поговорили об энергетических реакторах, очевидный следующий шаг — рассказать о радиоизотопных термоэлектрических генераторах. Недавно на Хабре был отличный пост про РИТЭГ зонда «Кассини» , а мы рассмотрим эту тему с более широкой точки зрения.

Физика процесса

Производство тепла

В отличие от ядерного реактора, который использует явление цепной ядерной реакции, радиоизотопные генераторы используют естественный распад радиоактивных изотопов. Вспомним, что атомы состоят из протонов, электронов и нейтронов. В зависимости от количества нейтронов в ядре конкретного атома, он может быть стабильным, или же проявлять тенденцию к самопроизвольному распаду. Например, атом кобальта 59 Co с 27 протонами и 32 нейтронами в ядре стабилен. Такой кобальт использовался человечеством со времен Древнего Египта. Но если мы добавим к 59 Co один нейтрон (например, поместив «обычный» кобальт в атомный реактор), то получится 60 Co, радиоактивный изотоп с периодом полураспада 5,2 года. Термин «период полураспада» означает, что через 5,2 года один атом распадется с вероятностью 50%, а от ста атомов останется примерно половина. У всех «обычных» элементов есть свои изотопы с разным периодом полураспада:

Источник



Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования

Варианты задач ЕГЭ
разных лет
(с решениями).

1.Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле, испытывает α-распад. При этом рождаются α-частица и тяжелый ион нового элемента. Выделившаяся при α-распаде энергия ΔΕ целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек α-частицы находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом r. Масса α-частицы равна mα, ее заряд равен 2е, масса тяжелого иона равна М. Определите значение модуля индукции В магнитного поля. (Решение)

2. Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле индукцией В, испытывает α-распад. При этом рождаются α-частица и тяжелый ион нового элемента. Трек тяжелого иона находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом R. Выделившаяся при α-распаде энергия ΔΕ целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Масса α-частицы равна mα, ее заряд равен 2е. Определите значение модуля отношения заряда к массе |q/M| для тяжелого иона. (Решение)

3. Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле, испытывает α-распад. При этом рождаются α-частица и тяжелый ион нового элемента. Выделившаяся при α-распаде энергия ΔΕ целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек тяжелого иона находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом R. Масса α-частицы равна mα, ее заряд равен 2е, масса тяжелого иона равна М. Определите значение модуля индукции В магнитного поля. (Решение)

4. Препарат активностью 1,7·10 11 частиц в секунду помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. За какое время температура контейнера повышается на 1 К, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает α-частицы энергией 5,3 МэВ? Считать, что энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию. Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь. (Решение)

5. Радиоактивный препарат помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. За 2 ч температура контейнера повысилась на 5,2 К. Известно, что данный препарат испускает α-частицы энергией 5,3 МэВ, причем энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию. Определите активность препарата А, т.е. количество α-частиц, рождающихся в нем за 1 с. Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь. (Решение)

6. π 0 -мезон массой распадается на два γ-кванта. Найдите модуль импульса одного из образовавшихся γ-квантов в системе отсчета, где первичный π 0 -мезон покоится. (Решение)

7. Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода — дейтерия и трития: .
Массы атомных ядер:

Атомный номер Название элемента Символ изотопа Масса атомного ядра изотопа
1 водород 1 1H 1,67·10 -27 кг 1,00727 а.е.м.
1 водород 2 1H 3,3437·10 -27 кг 2,01355 а.е.м.
1 водород 3 1H 5,0075·10 -27 кг 3,01550 а.е.м.
2 гелий 3 2He 5,0066·10 -27 кг 3,01493 а.е.м.
2 гелий 4 2He 6,6449·10 -27 кг 4,00151 а.е.м.
13 алюминий 27 13Al 44,7937·10 -27 кг 26,97441 а.е.м.
15 фосфор 30 15P 49,7683·10 -27 кг 29,97008 а.е.м.
нейтрон 1 n 1,6750·10 -27 кг 1,00866 а.е.м.

8. Используя таблицу масс атомных ядер (см. задание 51), вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении ядерной реакции: . (Решение)

9. Определите, ядро какого изотопа X освобождается при осуществлении ядерной реакции: . Используя таблицу масс атомных ядер (см. задание 51), вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции. (Решение)

10. Определите, какая частица X образуется при осуществлении ядерной реакции: . Используя таблицу масс атомных ядер (см. задание 51), вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции. (Решение)

11. При взрыве атомной бомбы освобождается энергия 8,3·10 16 Дж. Эта энергия получается в основном за счет деления ядер урана-238. При делении одного ядра урана-238 освобождается 200 МэВ, масса ядра равна примерно 238 а. е. м. Вычислите массу ядер урана, испытавших деление при взрыве, и суммарный дефект массы. (Решение)

12. Вычислите массу радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе тепловой мощностью 3,9·10 9 Вт за сутки, принимая выделение энергии при делении ядра урана-235 равным 200 МэВ. (Решение)

13. π 0 -мезон массой распадается на два γ-кванта. Найдите модуль импульса одного из образовавшихся γ-квантов в системе отсчета, где первичный π 0 -мезон покоится. (Решение)

14. Образец, содержащий радий, за 1 с испускает 3,7·10 10 α-частиц. За 1 ч выделяется энергия 100 Дж. Каков средний импульс α-частиц? Масса α-частицы равна 6,7·10 -27 кг. Энергией отдачи ядер, γ-излучением и релятивистскими эффектами пренебречь. (Решение)

15. Препарат, активность которого равна 1,7·10 12 частиц в секунду, — помещен в калориметр, заполненный водой при 293 К. Сколько времени потребуется, чтобы довести до кипения 10 г воды, если известно, что данный препарат испускает α-частицы энергией 5,3 МэВ, причем энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию? Теплоемкостью препарата, калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь. (Решение)

16. При облучении металлической пластинки быстрыми α-частицами небольшая часть этих частиц в результате упругого взаимодействия с ядрами атомов меняет направление скорости на противоположное (аналог опыта Резерфорда). Найдите заряд ядра, если минимальное расстояние, на которое сближались ядро и частица, составило 5·10 -13 см. Масса и скорость α-частиц на большом расстоянии от пластины составляют соответственно 7·10 -27 кг и 26 ·10 3 км/с. (Частицу считать точечной, а ядро — точечным и неподвижным. Релятивистским эффектом пренебречь. Потенциальная энергия кулоновского взаимодействия ядра и α-частицы Е пот = kqαqядра/r, где r — расстояние между ядром и α-частицей.) (Решение)

Читайте также:  Документ для оформления аренды оборудования за месяц

17. Препарат активностью1,7·10 11 α-частиц в секунду помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. На сколько повысилась температура контейнера за 1 ч, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает α-частицы энергией 5,3 МэВ? Считать, что энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию контейнера. Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь. (Удельная теплоёмкость меди равна 385 Дж/(кг·К)). (Решение)

18. Одним из типов реакций синтеза, которые можно использовать в будущих термоядерных реакторах, является реакция . Какая энергия W выделяется при этой реакции? Масса атома дейтерия примерно равна 2,014 а.е.м., масса атома гелия-3 — 3,016 а.е.м, масса атома гелия-4 — 4,003 а.е.м. Ответ выразите в МэВ. (Решение)

19. Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего изотоп 24 11Na. Активность 1 см 3 этого раствора а = 2000 распадов в секунду. Период полураспада изотопа 24 11Na равен Т = 15,3 ч. Через = 3 ч 50 мин активность крови пациента стала а = 0,28 распадов в секунду. Каков объём введённого раствора, если общий объём крови пациента V = 6 л? Переходом ядер изотопа 24 11Na из крови в другие ткани организма пренебречь. (Решение)

20. Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены тепловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид: , где получающиеся α-частицы обладают кинетической энергией E = 5,3 МэВ. Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было вскипятить стакан воды объёмом V = 250 мл? Начальная температура воды T = 20°C, теплоёмкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь. (Решение)

21. Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены епловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид: , где получающиеся α-частицы обладают кинетической энергией E = 5,3 МэВ. Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было превратить в воду лёд объёмом V = 10 см 3 , находящийся при температуре 0 °С? Плотность льда ρ = 900 кг/м 3 , теплоёмкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь. (Решение)

22. Вычислите энергетический выход ядерной реакции: 13 6C + 1 1H → 14 7N. Масса ядра изотопа 1 Н равна 1,00783 а.е.м., масса ядра изотопа 13 С равна 13,003354 а.е.м., масса ядра изотопа 14 N равна 14,00307 а.е.м. Ответ выразить в мегаэлектрон-вольтах (МэВ) с точностью до целых, считая, что 1 а.е.м. соответствует 931 МэВ. Ответ: 5 МэВ

Источник

Задание C6 по физике

11. Точечный источник излучает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм равномерно во всех направлениях (такой источник называется изотропным). На расстоянии r = 1 м от него концентрация фотонов (то есть

число фотонов в единице объёма) равна . Чему равна мощность Р этого источника? Объём сферического слоя радиусом r и толщиной

равен

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное решение, включающее следующие элементы: записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула Планка для связи энергии и

частоты фотона, формула для связи частоты с длиной волны света, а также формула для определения концентрации частиц );

описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин <за исключением, возможно, обозначений констант, 3

указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); представлен правильный ответ

Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.

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

ИЛИ При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в

решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, 2 не заключены в скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ при ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или

вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца ИЛИ

при ПОЛНОМ решении отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. 1

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.

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.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или 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.

Ответ:

12. Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены тепловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид:

, где получающиеся а-частицы обладают кинетической энергией Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было вскипятить стакан воды объёмом V=250мл? Начальная температура воды 20 °С, теплоёмкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь.

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное решение, включающее следующие элементы: записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — связь массы и объёма, уравнение

теплового баланса для нагревания воды, формула для необходимого числа распавшихся ядер при известном энергетическом выходе реакции распада и получаемом количестве теплоты);

описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, 3

указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой

Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.

Читайте также:  Инъектирование трещин технология оборудование состав материала

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

ИЛИ 2 При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ при ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или

вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца ИЛИ

при ПОЛНОМ решении отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но 1 присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

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

решения, которые не соответствуют вышеуказанным

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

13. Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены тепловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид:

где получающиеся а-частицы обладают кинетической энергией Е = 5,3 МэВ. Сколько атомов полония должно

распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было превратить в воду лёд объёмом V = 10 см , находящийся при температуре 0 °С? Плотность льда р = 900 кг/м , теплоёмкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь.

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное решение, включающее следующие элементы: записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — связь массы и объёма, уравнение

теплового баланса для таяния льда, формула для необходимого числа распавшихся ядер при известном энергетическом выходе реакции распада и получаемом количестве теплоты)’,

описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин <за исключением, возможно, обозначений констант, 3

указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II, III, VI и VII –

представлены не в полном объеме или отсутствуют.

ИЛИ При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в

решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ при ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях

или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца ИЛИ

при ПОЛНОМ решении отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но 1 присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или 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

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

14. Согласно гипотезе де Бройля, все частицы обладают волновыми свойствами. Длина волны для частицы массой m от, имеющей скорость V,

составляет λ=h/mv где И с — постоянная Планка. Для того чтобы можно было применять модель идеального газа, среднее расстояние / между молекулами газа должно быть, в частности, гораздо больше λ. При какой температуре T для инертного газа гелия λ=1 , если концентрация его молекул равна Масса молекулы гелия равна от

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, ггоименение котооых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула для среднеквадратичной скорости молекул газа, формула для длины волны де Бройля, а также формула для определения среднего расстояния между молекулами в газе):

описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных 3 в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи):

проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины;

Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.

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

ИЛИ При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в 2

решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ при ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или

вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца

при ПОЛНОМ решении отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но 1 присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

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

решения, которые не соответствуют вышеуказанным

Читайте также:  Оборудование для рыбоперерабатывающего производства

Источник

Почему космическая радиация не убила астронавтов при полете на Луну

50 лет назад один человек совершил маленький шажок, который оказался большим шагом для всего человечества. Мы говорим, как вы поняли, о знаменитой высадке американских астронавтов на Луну. И в последнее время споры вокруг той миссии (как и самой программы «Аполлон») разгорелись с новой силой. Причем речь идет не о том, что «высадки не было и все было снято в павильоне». Новые аргументы говорят нам, что во время миссии на Луну астронавты должны были получить огромную дозу космической радиации, которую невозможно пережить. Но так ли это?

Что такое космическая радиация

Никто не собирается оспаривать факт того, что космическая радиация действительно существует и то, что воздействие ее на живые организмы очень сложно назвать положительным. Сам термин «космическая радиация» довольно обширен и используется для описания энергии, которая излучается в виде электромагнитных волн и/или других частиц, испускаемых небесными телами. При этом не все они являются опасными для человека. Например, люди могут воспринимать некоторые формы электромагнитного излучения: видимый свет можно (простите за тавтологию) увидеть, а инфракрасное излучение (тепло) можно почувствовать.

Между тем, другие разновидности излучения, такие как радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи требуют специального оборудования для наблюдения. Самым опасным является ионизирующее излучение и именно его воздействие в большинстве случаев и называют той самой космической радиацией.

Откуда берется космическая радиация

В космосе существует несколько источников ионизирующего излучения. Солнце непрерывно испускает электромагнитное излучение на всех длинах волн. Иногда огромные взрывы на солнечной поверхности, известные как вспышки на Солнце, высвобождают в космос огромное количество рентгеновских и гамма-лучей. Эти явления как раз и могут представлять опасность для астронавтов и оборудования космических аппаратов. Также опасная радиация может исходить из-за пределов нашей Солнечной системы, но на Земле мы защищены от большей части этого ионизирующего излучения. Сильное магнитное поле Земли формирует магнитосферу (грубо говоря, защитный пузырь), который действует как своего рода «щит», блокирующий большую часть опасного излучения.

При этом космическая радиация «не улетает» обратно в космос. Она накапливается вокруг нашей планеты, формируя, так называемые, Пояса Ван Аллена (или радиационные пояса).

Как NASA решило проблему организации полета на Луну

Короткий ответ — никак. Дело в том, что для того, чтобы добраться до Луны, космический аппарат должен двигаться максимально быстро и по кратчайшему расстоянию. Для «облета и маневрирования» не хватило бы ни времени, ни запаса горючего. Таким образом, участники программы должны были пересечь как внешний, так и внутренний радиационный пояса.

NASA знало о проблеме и поэтому им нужно было что-то делать с обшивкой корабля для астронавтов. Обшивка должна была быть тонкой и легкой для обеспечения защиты. Нельзя было слишком «утяжелять» ее. Поэтому минимальная защита от облучения при помощи металлических пластин была добавлена в конструкцию. Более того, теоретические модели радиационных поясов, разработанные в преддверии полетов «Аполлона», показали, что прохождение через них не будет представлять существенной угрозы для здоровья космонавтов.

Но это еще не все. Чтобы добраться до Луны и благополучно вернуться домой, астронавты «Аполлона» должны были не только пересечь пояса Ван Аллена, но и огромное расстояние между Землей и Луной. По времени полет занимал около трех дней в каждую сторону. Участники миссии также должны были безопасно работать на орбите вокруг Луны и на лунной поверхности. Во время миссий «Аполлон» космический аппарат большую часть времени находился за пределами защитной магнитосферы Земли. Таким образом, экипажи «Аполлонов» были уязвимы для солнечных вспышек и для потока радиационных лучей из-за пределов нашей Солнечной системы.

Почему астронавты остались живы?

Можно сказать, что NASA повезло, ведь время миссии совпало с, так называемым, «солнечным циклом». Это период роста и спада активности, который происходит примерно каждые 11 лет. На момент запуска аппаратов как раз пришелся период спада. Однако если бы космическое агентство затянуло программу, то все могло бы закончится иначе. Например, в августе 1972 года, между возвращением на Землю «Аполлона-16» и запуском «Аполлона-17» начался период роста солнечной активности. И если бы в это время астронавты находились бы на пути к Луне, они получили бы огромную дозу космического излучения. Но этого, к счастью, не произошло.

Источник

Задача 32 на ЕГЭ по физике

Эксперт ЕГЭ Н. Л. Точильникова
Задача 32 на ЕГЭ по физике (по старой нумерации С6) – это расчетная задача, как правило, из раздела «квантовая физика» или волновая оптика. Но задача может быть и комбинированной: сразу на несколько тем. Или просто необычной.

Например, вот несложная задача на закон сохранения энергии:

1. Тренировочная работа № 3 от 11.04.2013

Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены тепловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид: , где получающиеся -частицы обладают кинетической энергией Мэв. Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с ее помощью можно было превратить в воду лед объемом см , находящийся при температуре С? Плотность льда кг/м , теплоемкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь.

1) Найдем количество теплоты, необходимое для того, чтобы превратить в воду лед объемом см , находящийся при температуре :

Где Дж/кг – удельная теплота плавления льда (табличная величина), а – масса льда.

2) Теперь запишем выражение для суммарной энергии -частиц:

3)По условию задачи энергии -частиц полностью переходит в тепло:

эВ Дж Дж,
где Кл – заряд электрона.

Ответ: – число атомов полония, которые должны распасться.

А вот задача на радиоактивный распад, очень испугавшая абитуриентов своим медицинским содержанием, так что ее мало кто решил.

2. ЕГЭ-2012, Вар. 103

Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего определённый изотоп натрия. Активность см этого раствора распадов в секунду. Период полураспада изотопа равен ч. Через ч мин активность см крови пациента стала распадов в секунду. Каков объём введённого раствора, если общий объём крови пациента л? Переходом ядер используемого изотопа натрия из крови в другие ткани организма пренебречь.

расп. в секунду
расп. в секунду
л м
ч мин
ч мин мин

Активность всего объема крови пациента по прошествии времени , после введения препарата объемом cм , согласно закону радиоактивного распада, равна .

Пусть — начальный объем раствора, который на самом деле ввели пациенту.

Тогда активность образца крови в момент времени .

Ты нашел то, что искал? Поделись с друзьями!

Источник