题目内容

【题目】238U的半衰期是4.5×109年,假设一块矿石中含有2kg238U . 求:
(1)经过45亿年后,还剩多少238U
(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb , 矿石中含有多少铅?
(3)这时铀、铅的质量之比是多少?

【答案】
(1)

总质量(m0)、衰变质量(m)、衰变时间(t),半衰期(T)之间关系为: 将m0=2kg,T0=45亿年,t=45亿年,代人解得:m=m0/2=1kg

故还剩余1kg238U.


(2)

根据质量数守恒可知,矿石含有的铅为:生成的铅和其它粒子的质量之比为206:32所以已经衰变的1kg铀中含有,铅为: =0.866kg


(3)

剩余的铀为1kg,产生的铅为0.866kg,这时铀、铅的质量之比是1:0.866.故这时铀、铅的质量之比是1:0.866.


【解析】(1)总质量(m0)、衰变质量(m)、衰变时间(t),半衰期(T)之间关系为: m0=2kg , T0=45亿年,t=45亿年,代人解得:m=m0/2=1kg
故还剩余1kg238U . (2)根据质量数守恒可知,矿石含有的铅为:生成的铅和其它粒子的质量之比为:206:32所以已经衰变的1kg铀中含有,铅为: =0.866kg故答案为:0.866kg(3)根据(1)(2)所求可知,此时剩余的铀为1kg , 产生的铅为0.866kg , 这时铀、铅的质量之比是1:0.866.故这时铀、铅的质量之比是1:0.866.
(1)根据总质量(m0)、衰变质量(m)、衰变时间(t),半衰期(T)之间关系式,代入数据可正确解答.(2)减小的238U , 并非全部变为206Pb,还有其它粒子产生,根据238U206Pb质量数之间的关系可正确解答.(3)根据前两问计算结果可直接回答.

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