Các tính chất của phân rã phóng xạ được ứng dụng để chế tạo Pin nguyên tử. Pin nguyên tử có độ tin cậy cao
3/10
Các tính chất của phân rã phóng xạ được ứng dụng để chế tạo Pin nguyên tử. Pin nguyên tử có độ tin cậy cao, dung lượng pin có thể duy trì được ở mức cao trong thời gian dài khi sử dụng khi sử dụng nguồn phóng xạ có chu kì bán rã lớn. Pin thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi yêu cầu cao như thiết bị y tế đặc biệt hoặc các chuyến du hành vũ trụ dài ngày,... Dựa vào các thông tin được ghi trên Hình 24.2 em hãy:
a) Xác định khối lượng tối thiểu của đồng vị phóng xạ được cho vào pin nguyên tử, biết rằng đồng vị 238Pu có chu kì bán rã là 87,7 năm.
b) Suất điện động của pin tỉ lệ thuận với độ phóng xạ. Người ta sẽ thay pin khi công suất pin giảm 50% so với giá trị công suất ban đầu. Sau bao lâu người bệnh mới cần mổ để thay pin nguyên tử cho thiết bị điều hoà điện tim?
a) Thông tin trên vỏ hộp cho thấy độ phóng xạ của mẫu là:
H=λN⇒2,5Ci=ln2T.N⇒2,5.3,7.1010=ln287,7.365.86400N⇒N=3,69.1020
Do vậy khối lượng của của mẫu phóng xạ trong pin nguyên tử là:
m=NNA.238g=3,69.10206,02.1023.238g≈0,15g.
b) Công suất pin P=E2R tỉ lệ với bình phương suất điện động. Công suất giảm đi 50% = 0,5 thì suất điện động giảm đi 0,5=0,71 lần.
Lại có suất điện động của pin tỉ lệ thuận với độ phóng xạ nên giá trị này cũng là độ giảm của độ phóng xạ.
Do vậy thời gian t cần thay pin là: HH0=2-tT⇒0,71=2-t87,7⇒t=43,3 năm.