Fisica - Scuola secondaria di secondo grado La fisica nucleare Le reazioni nucleari esoenergetiche Fissione nucleare

Radiazioni ionizzanti, fisica nucleare e particelle elementari

20 esercizi

SVOLGI

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Fisica

Le radiazioni ionizzanti sono costituite da fotoni o particelle in moto con energia sufficiente per estrarre un elettrone da un atomo o da una molecola, formando quindi uno ione.

A: Le radiazioni ionizzanti sono potenzialmente dannose per l'uomo, perché alterano o distruggono la struttura delle molecole presenti nelle cellule.

B: L'energia di ionizzazione di un atomo o una molecola è compresa approssimativamente fra 1 a 35 eV.

C: L'energia caratteristica dei raggi X è maggiore di quella delle particelle α.

D: L'esposizione misura la ionizzazione prodotta in aria da raggi X o raggi γ.

Vero o falso

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Fisica

L'equivalente di dose si misura in:

A: gray

B: rad

C: roentgen

D: rem

E: J/kg

Scelta multipla

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Fisica

Completa la di definizione di fattore di qualità Q.
Il fattore di qualità Q è dato dal ________ tra la dose di raggi ________ da 200 ________ che produce un determinato effetto biologico e la ________ della radiazione necessaria per produrre lo stesso effetto ________.

Posizionamento

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Fisica

L'equivalente di dose dovuto a due diversi tipi di radiazioni ionizzanti A e B sono tali che (dose equivalente)_A = 2 x (dose equivalente)_B. Questo significa che:

A: la dose assorbita di A è doppia rispetto alla dose assorbita di B.

B: il fattore di qualità Q di A è sempre uguale alla metà del fattore di qualità Q di B.

C: per produrre gli stessi effetti biologici la dose assorbita di A deve essere la metà della dose assorbita di B.

D: per produrre gli stessi effetti biologici la dose assorbita di A deve essere il doppio della dose assorbita di B.

E: la dose assorbita di A è la metà della dose assorbita di B.

Scelta multipla

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Fisica

Una persona riceve 3,0 mrad di raggi γ (fattore di qualità = 1,0) e 0,50 mrad di raggi α (fattore di qualità = 12).
Calcola la dose equivalente totale che la persona riceve.

Dose equivalente = ________ x 10^-3 rem

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Fisica

Determina l'elemento sconosciuto ^A_ZX nella seguente reazione nucleare:

^A_ZX + ¹⁴₇N --> ¹⁴₆X + ¹₁H

A: C

B: D

C: B

D: A

Scelta multipla

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Fisica

All'interno del circuito di raffreddamento di un rivelatore di particelle, una certa quantità d'acqua assorbe una dose di raggi γ pari a 2,5 x 10⁵ Gy.
Sapendo che l'acqua ha un calore specifico c = 4186 J/(kg°C), calcola il suo innalzamento di temperatura ΔT.

ΔT = ________ °C

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Fisica

Nei decadimenti radioattivi, un nucleo padre radioattivo decade spontaneamente in un nucleo figlio. È anche possibile provocare il ________ di un nucleo stabile colpendolo con un altro nucleo, una particella (atomica o subatomica) o un fotone γ. Si dice che avviene una reazione nucleare ogni volta che un nucleo, una particella o un fotone produce una ________ in un nucleo bersaglio.
Le reazioni nucleari indotte obbediscono alle leggi di ________ della fisica. In particolare, sia la carica elettrica totale che il numero totale di ________ si conservano durante una reazione nucleare indotta. Ciò rende possibile identificare il nucleo prodotto in una reazione.

Completamento aperto

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Fisica

Quanta energia viene liberata in media per ogni fissione?

A: 20 MeV

B: 2 eV

C: 200 MeV

D: 20 eV

Scelta multipla

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Fisica

Consideriamo la seguente reazione nucleare:
²⁷₁₃Al (α, p) ³¹₁₅P
Quale delle seguenti affermazioni è inerente a questa reazione?

A: Questa reazione viola soltanto il principio di conservazione del numero dei nucleoni.

B: Questa reazione viola soltanto il principio di conservazione della carica.

C: Questa reazione viola sia il principio di conservazione della carica che il principio di conservazione del numero dei nucleoni.

D: Questa reazione non viola alcun principio di conservazione.

Scelta multipla

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Fisica

Quando un ________ urta contro un nucleo di uranio che lo assorbe, provoca in esso vibrazioni e deformazioni. Le vibrazioni continuano fino a quando la deformazione è tale da impedire che le forze nucleari ________ bilancino le forze elettrostatiche di ________ tra i protoni.
A questo punto, il nucleo si scinde in frammenti, che trasportano una grande quantità di energia principalmente sotto forma di energia ________. In origine questa energia era immagazzinata nel nucleo iniziale sotto forma di energia potenziale ________.

Completamento chiuso

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Fisica

La fissione del nucleo di ²³⁵₉₂U può avvenire in diversi modi. In generale si può scrivere come segue:
¹₀n +²³⁵₉₂U --> ^Ax_ZxX + ^Ay_ZyY + η¹₀n
dove X e Y identificano i prodotti della fissione e η è il numero di neutroni prodotti.
Quali delle seguenti affermazioni sono vere?

A. Il nucleo di partenza è sempre lo stesso; dunque non importa a quali elementi si riferiscano X e Y.
B. Maggiore è il numero η dei neutroni prodotti, minore è la somma dei nucleoni Ax e Ay.
C. La somma dei numeri atomici Zx e Zy è la stessa; dunque non importa a quali elementi si riferiscano X e Y.

A: A

B: A e B

C: B e C

D: A, B e C

E: A e C

Scelta multipla

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Fisica

Quali (o quale) delle seguenti caratteristiche renderebbe una reazione di fissione inutile per la produzione di energia in un reattore?

A. La reazione non produce neutroni.
B. I nucleoni dei prodotti di fissione hanno un'energia di legame inferiore a quella dei nucleoni del nucleo iniziale.
C. Ogni fissione provoca un ulteriore evento di fissione.

A: A

B: A e C

C: A e B

D: A, B e C

E: B e C

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Fisica

L'energia di legame per nucleone ha un valore massimo di circa 8,7 MeV/nucleone per nuclei caratterizzati da A = 60. Per nuclei con un numero di nucleoni più grande o più piccolo di circa 60, l'energia di legame per nucleone è inferiore. Considera allora le due reazioni di fusione nucleare mostrate nella figura.
Quale di queste due reazioni potenzialmente conduce a un guadagno netto di energia? Si libera energia al termine di entrambe le reazioni? O non c'è un guadagno energetico per nessuna delle due?

A: Nessuna delle due reazioni può liberare energia.

B: Soltanto la reazione I potenzialmente può liberare energia.

C: Soltanto la reazione II potenzialmente può liberare energia.

D: Entrambe le reazione potenzialmente possono liberare energia.

Scelta multipla

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Fisica

La figura mostra tre reazioni di fusione nucleare in cui sono indicate anche le masse dei nuclei coinvolti. Metti in ordine decrescente le tre reazioni in base all'energia liberata.

A: I, II, III

B: III, II, I

C: II, I, III

D: I, III, II

E: II, III, I

Scelta multipla

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Fisica

I disegni mostrano quattro combinazioni di quark che rappresentano quattro diversi adroni. In ogni disegno sono presenti i simboli che identificano i quark insieme alla carica elettrica corrispondente. Ricorda che e rappresenta l'intensità di carica di un elettrone.
Quale di queste combinazioni rappresenta un antiprotone?

A: D

B: B

C: A

D: C

Scelta multipla

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Fisica

A: L'elettrone appartiene alla famiglia dei leptoni.

B: Gli adroni interagiscono solo mediante l'interazione nucleare forte.

C: Le particelle che compongono il nucleo di un atomo fanno parte della famiglia degli adroni.

D: I leptoni sono gli unici a sperimentare la forza debole.

E: I leptoni sono suddivisi in due gruppi, i mesoni e i barioni.

Vero o falso

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Fisica

Quale delle seguenti affermazioni non è accettabile, se riferita alle attuali teorie sull'Universo?

A: L'Universo è in espansione.

B: All'inizio della storia dell'Universo, c'era una sola forza fondamentale.

C: L'Universo si è originato da un evento catastrofico noto come Big Bang.

D: La debole radiazione elettromagnetica nella regione delle microonde che investe la Terra è un'evidenza della validità della teoria del Big Bang.

E: La legge di Hubble indica che una galassia a una distanza d dalla Terra si sta allontanando dalla Terra con una velocità inversamente proporzionale a d.

Scelta multipla

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Fisica

Qual è l'unità di misura della costante di Hubble?

A: anni luce/s

B: Si tratta di una costante adimensionale.

C: m/s

D: m/(sּ anni luce)

E: sּm

Scelta multipla

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Fisica

A quale distanza dalla Terra si trova una galassia che si sta allontanando dal nostro pianeta con una velocità di 2,50 km/s?
Scrivi il risultato utilizzando due cifre significative (es. 4,32).

d = ________ x 10⁵ anni luce

Completamento aperto

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