Контрольная работа № 4. Ядерная физика. Вариант 9

1. Природный уран представляет собой смесь тр изотопов: U, U, U. Содержание U ничтожно (0,006%), на долю U приходится 0,71%, а остальную массу (99,28%) составляет U. Периоды полураспада T_1/2 этих изотопов соответственно равны 2,510⁵ лет, 7,110⁸ лет и 4,510⁹ лет. Найти процентную долю радиоактивности, вносимую каждым изотопом в общую радиоактивность природного урана.

2. В ампулу помещен радон, активность которого a₀=14,810⁹ Бк, Через какое время t после наполнения ампулы активность радона будет равна a=2,2210⁹ Бк?

3. Найти энергию связи W₀, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода O.

4. В реакции N(,p) кинетическая энергия -частицы W₁=7,7 МэВ. Под каким углом  к направлению движения -частицы вылетает протон, если известно, что его кинетическая энергия W₂=8,5 МэВ?

5. В ампулу помещен радон, активность которого a₀=14,810⁹ Бк, Через какое время t после наполнения ампулы активность радона будет равна a=2,2210⁹ Бк?

6. Электрон ускорен разностью потенциалов U=180 кВ. Учитывая поправки теории относительности, найти для этого электрона массу m, скорость , кинетическую энергию W и отношение его заряда к массе. Какова скорость ' этого электрона без учета релятивистской поправки?

7. До какой энергии W можно ускорить -частицы в циклотроне, если относительное увеличение массы частицы k=(m-m₀)/m₀ не должно превышать 5%?

Контрольная работа № 4. Ядерная физика. Вариант 10

1. Кинетическая энергия -частицы, вылетающей из ядра атома радия при радиоактивном распаде, W₁=4,78 МэВ. Найти скорость  -частицы и полную энергию W, выделяющуюся при вылете -частицы.

2. Какой изотоп образуется из Sb после четырех -распадов?

3. Найти энергию связи W ядер: а) Не; б) Не. Какое из этих ядер более устойчиво?

4. Позитрон и электрон соединяются, образуя два фотона. Найти энергию hv каждого из фотонов, считая, что начальная энергия частиц ничтожно мала. Какова длина волны λ этих фотонов?

5. Реакция B(n,) идет при бомбардировке бора нейтронами, скорость которых очень мала (тепловые нейтроны). Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Пренебрегая скоростями нейтронов, найти скорость  и кинетическую энергию W -частицы. Ядра бора считать неподвижными.

6. Мезон космических лучей имеет энергию W=3 ГэВ. Энергия покоя мезона W₀=100 МэВ. Какое расстояние l в атмосфере сможет пройти мезон за время его жизни  по лабораторным часам? Собственное время жизни мезона ₀=2 мкс.

7. Энергия дейтронов, ускоренных синхротроном W=200 МэВ. Найти для этих дейтронов отношение m/m₀, (где m - масса движущегося дейтрона и m₀ - его масса покоя) и скорость .

Контрольная работа № 4. Ядерная физика. Вариант 11

1. При помощи ионизационного счетчика исследуется активность некоторого радиоактивного изотопа. В начальный момент времени счетчик дает 75 отбросов за время t=10 с. Какое число отбросов за время t=10 с дает счетчик по истечении времени t=T_1/2/2? Считать T_1/2>>10 с.

2. Зная периоды полураспада T_1/2 радия и урана, найти число атомов урана, приходящееся на один атом радия в природной урановой руде. Указание. Учесть, что радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопом U.

3. Найти энергию связи W₀, приходящуюся на один нуклон в ядрах: а) Li; б) N; в) Al; г) Ca; д) Cu; e) Cd; ж) Hg; з) U. Построить зависимость W₀=f(A), где A - массовое число.

4. Выход реакции образования радиоактивных изотопов можно охарактеризовать либо числом k₁— отношением числа происшедших актов ядерного превращения к числу бомбардирующих частиц, либо числом k₂ [Бк] — отношением активности полученного продукта к числу частиц, бомбардирующих мишень. Как связаны между собой величины k₁ и k₂?

5. При бомбардировке изотопа лития Li протонами образуются две -частицы. Энергия каждой -частицы в момент их образования W₂=9,15 MэB. Какова энергия W₁ бомбардирующих протонов?

6. Мезон космических лучей имеет кинетическую энергию W=7m₀c², где m₀ — масса покой мезона. Во сколько раз собственное время жизни ₀ мезона меньше времени жизни  по лабораторным часам?

7. В фазотроне увеличение массы частицы при возрастании ее скорости компенсируется увеличением периода ускоряющего поля. Частота разности потенциалов, подаваемой на дуанты фазотрона, менялась для каждого ускоряющего цикла от ₀=25 МГц до =18,9 МГц. Найти магнитную индукцию В поля фазотрона и кинетическую энергию W вылетающих протонов.