Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
20.7.2. Возбужденное ядро атома массой m и энергией возбуждения AE переходит в основное состояние, излучая у-квант. Определите частоту у-кванта, если ядро: а) неподвижно; б) движется в результате отдачи при излучении.
40
20.7.3. Неподвижное ядро изотопа калия 19 K испускает у-квант с энергией Ey = 9,4 кэВ. Определите кинетическую энергию ядра после испускания у-кванта.
7
20.7.4. При бомбардировке покоящегося литиевого ядра 3Li
протонами образуются два одинаковых ядра, разлетающихся симметрично по отношению к налетающим протонам. Запишите ядерную реакцию и определите отношение кинетической энергии падающих протонов к суммарной кинетической энергии продуктов реакции, если угол разлета осколков 0 = 170°. Масса протона mp = 1,00783 а.е.м., масса образовавшегося ядра m = 4,00388 а.е.м. Скорости ядер и протонов много меньше скорости света.
20.7.5. Протоны, налетающие на неподвижную литиевую мишень 7Ll, вырывают из нее нейтроны. Запишите ядерную реакцию. При какой кинетической энергии протона возникающий нейтрон может оказаться покоящимся? Скорости ядер и частиц много меньше скорости света.
20.7.6. Покоящееся ядро полония 84P0 испустило а-частицу. Ядро какого атома при этом образовалось? Какую долю полной энергии, освобождаемой в данном процессе, составляет кинетическая энергия образовавшегося ядра? Масса образовавшегося ядра m = 206,087 а.е.м. Скорости ядер и а-частицы много меньше скорости света.
401
• 20.7.7. Найдите кинетическую энергию нейтрона, который образуется в результате ядерной реакции 1н + 3H ^ 4He + 1 n . Кинетическую энергию дейтерия и трития не учитывать.
20.7.8. Пороговая (наименьшая) энергия нейтронов, необходи-
мая для возбуждения реакции 1J1B +1 n ^ 4He + 3Li на покоящихся ядрах бора, En = 4 МэВ. Какая энергия выделяется или поглощается в результате реакции? Учесть, что при пороговом значении кинетической энергии бомбардирующей частицы относительная скорость частиц, возникающих в реакции, равна нулю. Скорости ядер и частиц считать много меньше скорости света. Масса ядра бора m 11 = 11,0211 а.е.м.
5В
14 4 17 1
20.7.9. Ядерная реакция 7N + 2He ^ 8O + 1p может идти,
если налетающие на неподвижные ядра азота a-частицы имеют энергию, превышающую пороговую энергию En = 14,5 МэВ. Определите минимальную энергию, поглощаемую в такой реакции.
• 20.7.10. Реакцию синтеза дейтерия и трития
2 3 4 1
1H + 1H ^2 a + 0 n
получают, направляя ускоренные до энергии Effl = 2 МэВ ионы дейтерия на практически неподвижные атомы трития (тритиевую мишень). Детектор регистрирует нейтроны, вылетающие перпендикулярно направлению потока дейтронов. Определите энергию En регистрируемых нейтронов, если в реакции выделяется энергия AE = = 17,6 МэВ.
20.8. Поглощение радиоактивного излучения
20.8.1. Слой воды толщиной Й0 = 14,7 см снижает интенсивность Y-излучения в 2 раза. Какой толщины должен быть слой, чтобы уменьшить интенсивность излучения в n = 4 раза?
20.8.2. Слой воды толщиной Й0 = 3 см наполовину ослабляет нейтронное излучение. Во сколько раз ослабит нейтронное излучение слой воды толщиной h = 12 см?
20.8.3. Слой бетона толщиной h0 = 3,85 см наполовину ослабляет Y-излучение. Какой толщины нужно взять слой бетона, чтобы уменьшить интенсивность излучения в n = 32 раза?
20.8.4. Интенсивность Y-излучения при прохождении через слой свинца толщиной h = 4 см уменьшилась в n = 8 раз. Найдите толщину слоя, ослабляющего излучение вдвое.
402
20.8.5. Предельно допустимая доза облучения для человека в год равна 50 мГр. Средняя поглощенная доза излучения сотрудником, работающим с рентгеновской установкой, равна 7 мкГр за один час. Сколько дней в году по 6 часов в день может работать сотрудник, не опасаясь за свое здоровье?
20.9. Элементарные частицы
20.9.1. Медленные электроны и позитроны, встречаясь друг с другом, аннигилируют, порождая два фотона: -Ie + +1 e ^ 2у. Найдите импульс и энергию каждого фотона.
20.9.2. Электрон и позитрон, имевшие одинаковые кинетические энергии Е = 0,24 МэВ, превратились в два одинаковых фотона. Определите энергию фотона и соответствующую ему длину волны.
20.9.3. Фотон с энергией Е = 3 МэВ в поле тяжелого ядра превратился в пару электрон-позитрон. Определите кинетическую энергию каждой частицы, считая, что энергии частиц одинаковы.
20.9.4. Свободный нейтрон радиоактивен. Выбрасывая протон и антинейтрино, он превращается в протон. Определите суммарную кинетическую энергию всех частиц, возникающих в этом процессе. Кинетическую энергию нейтрона не учитывать и массу покоя антинейтрино считать равной нулю.
20.9.5. Поглощая фотон у-излучения (X = 47 пм), дейтрон распадается на протон и нейтрон. Определите суммарную кинетическую энергию образовавшихся частиц. Запишите ядерную реакцию.
20.9.6. Фотон с длиной волны X = 10 1о м претерпевает упругий удар с первоначально покоившимся электроном и рассеивается назад. Какую скорость приобретает электрон? Считать скорость электрона V П с.
• 20.9.7. Нейтрон испытал упругое соударение с первоначально покоившимся дейтроном. Определите долю п кинетической энергии, теряемую нейтроном при любом соударении. Массы покоя нейтрона и дейтрона соответственно равны mi и m2.
