- •Для студентов высших учебных заведений,
- •Введение
- •1. Общие указания
- •2. Правила оформления заданий и решения задач
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Число нейтронов в ядре
- •От массового числа a
- •Примеры решения задач
- •Энергия связи
- •Подставим числовые значения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Взаимодействие рентгеновского и -излучения с веществом
- •Эффект образования электронно-позитронных пар
- •Взаимодействие заряженных частиц с веществом
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Дано: Решение
- •Анализ решения задачи
- •Решение
- •Решение
- •Как объяснить этот результат?
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Дано: Решение
- •Дано: Решение
- •Импульс тела связан с его кинетической энергией соотношением
- •Решение
- •Практический вывод
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие № 5
- •Для расчета реакторов на тепловых нейтронах большое значение имеет знание констант для нейтронов теплового спектра.
- •Величины стандартных сечений для некоторых нуклидов
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •6.3. Энергетические спектры нейтронов
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Диффузионные свойства важнейших замедлителей представлены в табл. 7.1.
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Занятие № 8 Теория деления ядра
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Распределение энергии деления ядра при делении его тепловыми нейтронами
- •Среднее число вторичных нейтронов, испускаемых на один акт деления
- •Элементарная теория деления Энергия деления. Параметр деления
- •Свойства осколков деления
- •Физические процессы отравления ядерного топлива
- •Энергетический спектр нейтронов деления
- •Мгновенные и запаздывающие нейтроны деления
- •Цепная реакция деления Практическое осуществление самоподдерживающейся цепной реакции деления
- •Определение коэффициента размножения в бесконечной размножающей среде. Формула четырех сомножителей
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Число ядер равно
- •Решение
- •Решение Тепловая энергия, выделившаяся за 1с работы реактора:
- •Следовательно, полный поток нейтрино:
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •По ядерной, нейтронной физике (задачи занятий № 6, № 7 и № 8 выполняют только студенты обучающиеся по специальности 7.090506)
- •Литература
- •Приложение
- •Масса нейтральных атомов
- •Периоды полураспада радиоактивных изотопов
- •Линейный коэффициент ослабления g-излучения в узком пучке
- •Экспериментальные данные по возрасту тепловых нейтронов
- •Массы и энергии покоя некоторых элементарных частиц
- •Ирина Васильевна Вах Геннадий Яковлевич Мерзликин
- •По ядерной и нейтронной физике
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Вычислить энергию, необходимую для разделения ядер и на две одинаковые части.
Ответ: Е1 = 28,19 МэВ; Е2 = 19,37 МэВ.
Задача 2. Найти энергию связи -частицы в ядре .
Ответ: Е = 7,042 МэВ.
Задача 3. Найти энергию связи нейтрона в ядре .
Ответ: Еп = 7,256 МэВ.
Задача 4. Определить энергию связи нейтрона в ядрах ,и.
Ответ: Е1 = 2,236 МэВ; Е2 = 20,605 МэВ; Е3 = 18,723 МэВ.
Задача 5. Вычислить энергию, необходимую для разделения ядра на две одинаковые части.
Ответ: Е = 31,149 МэВ.
Задача 6. Определить дефект массы, энергию связи и энергию связи на один нуклон для ядер и.
Ответ: =0,04216 а.е.м.; = 0, 36683 а.е.м.;Е1 = 39,272 МэВ; Е2 = 341,7 МэВ; = 5,61 МэВ/нуклон;= 8,542 МэВ/нуклон.
Задача 7. Определить энергию связи, приходящуюся на нуклон для изотопов и.
Ответ: = 2,577 МэВ/нуклон;= 7,08 МэВ/нуклон.
Задача 8. Вычислить энергию связи для изотопов кислорода иа также энергию, приходящуюся на один нуклон в этих ядрах.
Ответ: Е1 =127,7 МэВ, = 7,38 МэВ/нуклон;Е2 = 131,8 МэВ, = 7,76 МэВ/нуклон;Е3 = 139,9 МэВ, = 7,77 МэВ/нуклон.
Задача 9. Сколько энергии необходимо затратить, чтобы разделить ядро на две-частицы и нейтрон? Энергия связи, приходящаяся на нуклон, в ядре равна 6,45 МэВ/нуклон, а в ядре7,06 МэВ/нуклон.
Ответ: Е = 1,57 МэВ.
Задача 10. Определить энергию связи нейтрона в ядре , если известно, что энергии связи ядериравны соответственно 94,1 МэВ и 104,66 МэВ.
Ответ: Еп = 10,56 МэВ.
Задача 11. Определить энергию, необходимую для разделения ядра на-частицу и ядро , если известно, что энергии связи ядер,иравны соответственно 127,62 МэВ; 92,16 МэВ; 28,30 МэВ.
Ответ: Е = 7,16 МэВ.
Задача 12. Определить энергию, выделившуюся при образовании двух -частиц в результате синтеза ядер и, если известно, что энергии связи, приходящиеся на нуклон, в ядрах лития, гелия и водородаравны соответственно 5,33 МэВ/нуклон; 7,08 МэВ/нуклон; 1,11 МэВ/нуклон.
Ответ: Е = 22,44 МэВ.
Задача 13. Найти с помощью табличных значений масс изотопов энергию связи нейтрона и -частицы в ядрах и.
Ответ: Е1 = 6,76 МэВ; Е2 = 7,34 МэВ.
Задача 14. Найти удельную энергию связи ядер трития и дейтерия.
Ответ: = 2,832 МэВ/нуклон;= 1,118 МэВ/нуклон.
Задача 15. Найти энергию, необходимую для разделения ядер ина четыре одинаковые части.
Ответ: Е1 = 14,43 МэВ; Е2 = 70,31 МэВ.
Задача 16. Какова наименьшая энергия, необходимая для разделения на отдельные нуклоны?
Ответ: Е = 58,20 МэВ.
Задача 17. Определить дефект массы и энергию связи ядра, состоящего из четырех протонов и трех нейтронов.
Ответ: т = 0,0401 а.е.м.; Е = 37,63 МэВ.
Задача 18. Во сколько раз отличается удельная энергия связи ядер и?
Ответ:
Задача 19. Во сколько раз отличается удельная энергия связи и?
Ответ:
Задача 20. Какую минимальную энергию нужно затратить, чтобы удалить из ядра : 1) один нейтрон; 2) один протон? Почему эти энергии различны?
Ответ: Е1 = 20,59 МэВ; Е2 = 19,82 МэВ.
Задача 21. Какое количество энергии высвободится при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро?
Ответ: Е = 8,50 МэВ.
Задача 22. Энергия связи ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определить массу атома, имеющего это ядро.
Ответ: т = 3,01604 а.е.м.
Задача 23. Определить массу нейтрального атома, если ядро этого атома состоит из трех протонов и двух нейтронов, и энергия связи ядра равна 26,3 МэВ.
Ответ: т = 5,01259 а.е.м.
Задача 24. Атомное ядро, поглотившее -квант, пришло в возбужденное состояние и распалось на отдельные нуклоны, разлетевшиеся в разные стороны. Суммарная кинетическая энергия нуклонов равна 0,4 МэВ. Определить энергию связи ядра. Длина волны -кванта равна 4,7. 10-13 м.
Ответ: Е = 2,2 МэВ.
Задача 25. Сколько энергии выделится при образовании одного грамма из протонов и нейтронов?
Ответ: Е = 4,745 . 1024 МэВ 7,592.1011 Дж.
Задача 26. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы разделить ядро на три одинаковые части?
Ответ: Е = 56,36 МэВ.
Задача 27. Найти удельную энергию связи ядер и.
Ответ: = 7,619 МэВ/нуклон;= 3,403 МэВ/нуклон.
Задача 28. Найти энергию связи на один нуклон в ядре .
Ответ: = 8,022 МэВ/нуклон.
Задача 29. При захвате ядром нейтрона происходит деление на ядраии освобождается два нейтрона. Какое количество энергии выделится при делении одного ядра урана, если удельная энергия связи ядра урана 7,5 МэВ/нуклон, а стронция и ксенона по 8,6 МэВ/нуклон.
Ответ: Е = 249,9 МэВ.
Задача 30. Найти энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядрах: 1) ; 2).
Ответ: = 8,556 МэВ/нуклон;= 8,53 МэВ/нуклон.
Задача 31. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы удалить один протон из ядер: 1) ; 2).
Ответ: Е1 = 12,8 МэВ; Е2 = 12,3 МэВ.
Задача 32. Определить энергию связи ядер: 1) ; 2).
Ответ: Е1 = 1071 МэВ; Е2 = 1592 МэВ.
Задача 33. Найти энергию связи -частицы в ядрах и.
Ответ: = 10,1 МэВ;= 11,13 МэВ.
Задача 34. Определить с помощью формулы Вайцзеккера массу атома .
Ответ: а.е.м.
Задача 35. Масса -частицы (ядро ) 4,0015 а.е.м. Определить массу нейтрального атома гелия.
Ответ: = 4,0026 а.е.м.
Занятие № 2
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Учебная цель: глубже усвоить закон радиоактивного распада, научиться применять закон при решении конкретных практических задач.