Yadro fizikasi boyinsha maseleler
.pdfsebepli úlken. Sonıń ushın α - ıdıraw tuwındılı yadronıń tiykarǵı jaǵdayında júz beredi.
2.29. -bóleksheler ushın 244Pu yadrosınıń Kulon potenciallıq barerin esaplań.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
U |
Z |
|
e2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( E |
|
|
|
|
27 MeV ). |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(R |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RU ) |
|
|
|
|
|||||||
2.30. |
|
32 P yadrosınıń |
β -ıdırawda |
|
|
payda |
bolǵan |
elektronlardıń maksimal |
||||||||||||||||
energiyasın tabıń. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
(E |
e |
) |
max |
M аtom(P)c2 |
M аj (S )c2 1,71 MeV |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.31. |
|
Neytronnıń |
-ıdırawı |
nátiyjesinde |
payda |
bolǵan elektronlardı - |
||||||||||||||||||
spektriniń joqarı shegarasın anıqlań. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
(E ) |
|
|
(m |
|
m |
|
|
m ) c2 0,78 MeV |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
max |
|
n |
|
|
p |
|
e |
|
|
|
|
||||
2.32. n p e |
|
~ |
|
|
ıdırawda payda bolǵan protonnıń kinetikalıq energiyasın |
|||||||||||||||||||
|
|
v |
e |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
tabıń. ( E |
p |
1,5 keV ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.33. |
|
n p e |
|
~ |
|
-ıdırawda |
|
payda |
bolǵan |
~ |
antineytrino spektrin |
|||||||||||||
|
|
v |
e |
|
v |
e |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
tabıń. Bunda -spektrin belgili dep alıń.
Sheshimi: -ıdırawdıń bir aktindegi payda bolǵan elektron hám antineytrinonıń kinetikalıq energiyalarınıń jıyındısı ( ЕMax ). ( ЕMax ) turaqlı shama bolǵanlıǵı ushın, antineytrinonıń spektri
W~ (E) W (ЕMax E) .
v e
Bunda We -elektron spektri. Elektronlardıń yadro maydanı menen kulonnıń óz-
ara tásiri nátiyjesinde We ózgermeydi.
2.34. 36Cl yadrosınıń -ıdırawǵa qaraǵanda bekkemligin kórsetiń.
Sheshimi: Egerde:
|
( |
, |
|
M ( A, Z ) M ( A, Z 1) m , |
хам idiraw |
||
e |
|
|
|
M ( A, Z ) m M ( A, Z 1) |
(E qamtiw) . |
||
23 |
|
|
|
Neytral atomlar massası ushın:
M аt ( A, Z ) M аt ( A, Z 1) ( idiraw) ,
M аt ( A, Z ) M аt ( A, Z 1) |
2т ( idiraw) , |
M аt ( A, Z ) M аt ( A, Z 1) |
(elektron qamtiw) . |
shártler orınlansa ( A, Z ) yadro ( A, Z 1) izobarǵa aylanadı, A=36 bolǵan izobar ushın:
M аt (36Cl) 35,968312 m.а.b. , M аt (36S ) 35,967091m.а.b. ,
M at (36Ar) 35,967548 m.а.b.
Bulardı salıstırıp, tómendegi ıdıraw reakciyaların kóremiz:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
Cl |
36 |
Ar e |
|
|
~ |
|
; |
|
36 |
Cl e |
|
|
36 |
S |
v |
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
e |
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2.35. |
A 40 |
|
bolǵan izobardıń massasına qarap bolıwı múmkin bolǵan ıdıraw |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
túrlerin tabıń. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
( |
|
40 |
K |
40 |
Ca |
e |
|
|
|
|
~ |
|
, |
40 |
K |
e |
|
|
40 |
Ar v |
|
, |
|
40 |
K |
40 |
Ar e |
|
v |
|
). |
||||||||||||||
|
19 |
20 |
|
|
v |
e |
19 |
|
|
18 |
e |
|
19 |
18 |
|
e |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2.36. |
27 Si |
|
yadrosınıń |
|
|
|
- |
ıdıraw |
|
nátiyjesinde |
payda bolǵan pozitronlar |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
spektriniń joqarı shegarasın anıqlań. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
( 27Si 27Al e |
v |
e |
, ЕMax (e ) 3,85 MeV ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
14 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
7 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.37. |
4 Ве e |
|
3 Li ve |
|
|
|
reakciya nátiyjesinde tiykarǵı jaǵdayda payda bolǵan |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
litiy yadrosınıń tepki energiyasın tabıń. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
Mc |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
|
( M ) |
2 c2 |
57 eV ). |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
( Еv |
|
|
|
0,86 МeV : |
|
|
|
|
|
|
Е ya |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2M (Li) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.38. |
137Cs |
|
yadrosın |
|
|
|
- |
ıdırawı |
nátiyjesinde |
|
payda |
bolǵan |
|
elektronlardıń |
||||||||||||||||||||||||||||||||
maksimal energiyasın tabıń. Bunda tuwındı yadro 137Ba -qozǵalǵan jaǵdayda payda
boladı dep qaralsın. |
-kvantlar energiyası |
|
0,67 МeV . ( |
137 |
137 |
e |
|
~ |
, |
||||||||
E |
|
Cs |
Ba |
|
v |
e |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
137Ba 137Ba , |
(E ) |
max |
M at |
(Cs) M at |
(Ba) E |
|
0,51 МeV ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
24
2.39. Tritiy yadrosın -ıdıraw nátiyjesinde tiykarǵı jaǵdayda payda bolǵan 3 Не yadrosınıń kinetikalıq energiyasın anıqlań. Bunda: Maksimal energiyanı a) elektron b) antineytrino alǵan jaǵdaylarda kórilsin.
( a) E |
e |
18,6 keV , E |
ya |
3,46 eV |
; |
|
|
|
b) E |
v |
18,6 keV , |
E |
ya |
0,086 eV ). |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.40. 13С hám 13N izobarlarınıń massasına |
qarap |
pozitron |
spektriniń joqarı |
|||||||||||||||
shegarasın anıqlań. (13N 13C e |
v |
e |
, |
(E |
e |
) |
Max |
1,2 |
МeV ). |
|
|
|
|
|||||
|
|
7 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2.41. yadrosınıń -ıdırawında payda bolǵan antineytrinonıń alıp ketiwi múmkin bolǵan ortasha energiyanı tabıń. Bunda elektronlardıń ortasha energiyası
E |
1 |
Emax . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
204 |
204 |
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
( |
, |
E~ |
(E |
|
) |
|
E |
|
0,48 МeV ). |
||||||
|
Tl |
|
Pb e |
|
v |
|
e |
max |
e |
|||||||
|
|
81 |
82 |
|
|
|
e |
|
v |
|
|
|
|
|||
2.42. Jerdegi barlıq argon, kaliy-40 elementin (Е кам тыу) elektron qamtıw jolı menen payda bolǵan dep, Jerdiń jasınıń joqarı shegarasın tabıń. Házirgi argonnıń
300 atomına, 40 К diń bir atomı tuwrı keledi.
|
|
Sheshimi: |
40 К |
yadrosınıń |
11% |
E -qamtıwda |
qatnasadı: |
40K e 40Ar v |
e |
. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
||
89% 40 К atomı |
ıdıraydı: |
|
40K |
40Са e v |
e |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Jerdiń payda bolǵanınan keyingi |
ótken |
t |
waqıttaǵı kaliy atomlarınıń sanı: |
|||||||||||||||||||||||||||
N |
K |
(t) N |
K |
(0)e t , bunda 40К yadrosınıń ıdıraw turaqlısı. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(t) 0,11 N |
|
|
|
|
|
|
|
(t) ; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Argon atomlarınıń sanı N |
Ar |
K |
(0) N |
K |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
N Ar (t) |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 . Bunnan t 1,4 1010 jil . |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,11(e |
|
|
1) 300 ; |
|
|
t |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
N K (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2.43. -ıdıraw -spektriniń joqarı shegarasın tabıń. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ve v , |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
e |
|
ve v . |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Elektron yamasa |
pozitron |
energiyası |
|
tómendegi |
jaǵdayda |
maksimal |
boladı, |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(m m)2 c2 |
|
|
|
|||
yaǵnıy: P |
P |
P |
|
(E |
|
|
E |
|
) . |
Bunnan |
E |
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
ve |
|
2m |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
e |
|
ve |
|
v |
|
|
c |
|
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III-BAP. NURLANÍWDÍŃ ZATLAR MENEN TÁSIRLESIWI
Tiykarǵı nızamlıqlar formulaları hám metodikalıq kórsetpeler
Awır zaryadlanǵan bólekshelerdiń zatlarda |
salıstırma ionizaciyalıq energiya |
||||||||||||
joǵaltıwı: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dE |
|
|
|
4 ne Z 2 e |
4 |
2me v |
2 |
|
2 |
|
|
|
( |
|
) |
ion |
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|
(3.1) |
|
m v 2 |
|
|
2 ) |
|
||||||||
|
dx |
|
|
|
|
l(1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bunda I (13,5Z ) 1,6 10 19 J (13,5Z )eV -energiya |
jutılıp atırǵan |
zattıń |
|
ortasha ionizaciyalıq potencialı: Ze -bólekshe zaryadı |
z 1 ( p) , |
z 2 |
( ) , |
ne -denedegi elektronlar koncentraciyası Z -atomnıń tártip |
nomeri v |
||
atomları
v / c ; -bólekshe
tezligi.
Kólem birligindegi elektronlar sanı, yaǵnıy koncentraciyası:
|
|
|
n |
|
|
|
Z N A |
|
|
|
|
|
(3.2) |
||
|
|
|
e |
|
A |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
bunda Z -atomdaǵı elektronlar sanı, -zattıń tıǵızlıǵı, N A -Avogadro sanı, |
A -atom |
||||||||||||||
massası. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Kinetikalıq energiyası |
Т |
bolǵan bóleksheniń ortasha ótiw jolı ushın emperik |
|||||||||||||
formulalar: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Normal shárayatta -bóleksheniń hawadaǵı ortasha ótiw jolı: |
|
||||||||||||||
|
R 0,31T |
32 sm T 7 МeV |
(3.3) |
||||||||||||
Massa sanı А bolǵan zat -bóleksheniń ortasha ótiw jolı: |
|
||||||||||||||
|
R 0,56R (см) А |
13mg / sm2 |
(3.4) |
||||||||||||
bunda R (см) -usı energiyalı -bóleksheniń hawadaǵı ótiw jolı. |
|
||||||||||||||
Normal shárayatta Т -kinetikalıq energiyası protonnıń hawadaǵı ótiw jolı: |
|
||||||||||||||
R (Т ) R (4Т ) 0,2 sm ; |
|
|
Т 0,5 МeV |
(3.5) |
|||||||||||
bunda R -kinetikalıq energiyası |
|
4Т |
bolǵan |
|
-bóleksheniń hawadaǵı ortasha ótiw |
||||||||||
jolı. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Elektronlardıń nurlanıwlarǵa ionizaciyalıq salıstırma energiyasın joǵaltıwı: |
|||||||||||||||
dE |
|
|
|
|
4r 2 |
|
183 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
e |
nTZ 2 ln |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 ; |
(3.6) |
|||||||||
dx nur |
|
|
137 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Z |
3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
||
|
(dE / dx)ion |
800 |
|
(3.7) |
|
|
(dE / dx)nur |
|
ZT (МeV ) |
||
|
|
||||
bunda Т -elektronnıń kinetikalıq energiyası, |
r |
-elektronnıń klassikalıq radiusı, n - |
|||
|
|
|
|
e |
|
zattaǵı elektronlar koncentraciyası, Z -zat atomınıń tártip nomeri.
Eger elektron energiyası tiykarında radiaciyalıq, yaǵnıy nurlanıwǵa sarp etilse, onda kinetikalıq energiyası ortalıqta tómendegi nızam boyınsha kemeyedi.
x l p
Т Т е |
(3.8) |
|
0 |
||
|
bunda l p -radiaciyalıq uzınlıq bolıp, bul elektron energiyasınıń e márte kemeyetuǵın
aralıǵı. |
Т |
0 |
-elektronnıń |
baslanǵısh energiyası, |
yaǵnıy ortalıqqa kelip |
túsiwinen |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aldıńǵı energiyası, x -elektronnıń ortalıqta basıp ótken jolı. |
|
|
|||||
Kinetikalıq energiyası T (MeV) bolǵan elektronlar ortasha ótiw jolı: |
|
||||||
|
|
|
R 0,407T1,38(g / sm2 ), 0,15 0,8 |
МeV |
ushın |
(3.9) |
|
|
|
|
e |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R 0,407T |
0,133 (g / sm2 ), 0,8 |
МeV |
ushın |
(3.10) |
|
|
|
е |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Eger elektronnıń energiya joǵaltıwı tiykarınan ionizaciyalıq kóriniste bolsa, ol jaǵdayda usı formulalar elektronnıń hár qanday zattaǵı ótiwi jaqsı anıqlıqta kórinedi.
Beta-bólekshelerdiń zattaǵı jutılıw nızamı:
|
|
N N |
|
e |
x |
|
|
|
0 |
|
(3.11) |
|
|
|
|
|
|
bunda N |
0 |
-zat betine túsip atırǵan beta |
bóleksheler sanı, N -bolsa x -qalıńlıqtaǵı |
||
|
|
|
|
|
|
zattan ótkennen keyingi beta-bóleksheler sanı, -sızıqlı jutılıw koefficienti. Eger beta-bólekshelerdiń zatta yarımı jutılsa, N(d0,5 ) N0 / 2 formulanı jaza alamız, ol jaǵdayda
d |
|
|
ln2 |
|
0,63 |
(3.12) |
||
0,5 |
|
|
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||
bunda d0,5 -beta bóleksheler yarım jutılıw qatlamınıń qalıńlıǵı.
Beta-bóleksheler intensivliginiń kemeyiw nızamı da joqarıda keltirilgen (3.11) formulaǵa uqsas halda boladı, yaǵnıy:
27
|
|
|
|
|
|
|
I I |
0 |
e x |
|
(3.13) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
0 -zat betine túsip |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
bunda |
I |
atırǵan bóleksheler |
intensivligi |
(yamasa aǵımı) |
I |
- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
bóleksheler intensivliginiń |
(aǵımınıń) |
|
x -qalıńlıqtaǵı zat arqalı ótkennen keyingi |
|||||||||||
mánisi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Massalıq jutılıw koefficienti: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
0,5 T Ma x |
6 МeV |
(3.14) |
|||
|
|
|
|
|
4 3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
T Max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bunda T Max -β - bólekshelerdiń MeV lardaǵı shegaralıq maksimal energiyası. Monoenergetikalıq -nurlar jińishke dástesi intensivliginiń páseyiw nızamı:
I I |
|
e |
x |
|
0 |
|
(3.15) |
|
|
|
bunda , , -saykes túrde páseyiw, jutılıw hám shashılıw sızıqlı koefficientleri.
Jutılǵan nurlanıw dozası: |
|
|
|
|
|
D |
dE |
(3.16) |
|||
|
dm |
|
|||
bunda dE -ortasha jutılǵan energiya, dm -elementar kólemdegi zattıń massası. |
|
||||
Ekspoziciyalıq doza: |
|
|
|
|
|
D |
|
dQ |
|
(3.17) |
|
dm |
|||||
е |
|
|
|||
bunda dQ -elementar kólemdegi hawada payda bolǵan bir túr belgidegi ionlardıń zaryadlar jıyındısı.
Jutılǵan nurlanıwdıń dozasınıń quwatı: |
|
|||||
P |
dD |
|
(3.18) |
|||
|
dt |
|||||
|
|
|
||||
bunda dD -nurlanıw dozası. |
|
|
|
|
|
|
Rentgen hám gamma-nurlanıwlardıń ekspoziciyalıq dozasınıń quwatı: |
|
|||||
P |
|
dDе |
|
(3.19) |
||
|
dt |
|||||
е |
|
|
|
|||
Ekspoziciyalıq dozasınıń quwatı, Amper bólistiriw kilogramlarda |
( A / kg ) |
|||||
kórsetiledi. |
|
|
|
|
|
|
28
Máselelerdi sheshiw úlgileri hám óz betinshe orınlaw ushın mısallar
3.1. Radiaktiv 3 2 Ð preparattı shıǵarıp atırǵan -bólekshelerdiń hawa, alyuminiy hám qorǵasın ushın yarım jutılıw qatlamı qalıńlıǵı esaplansın.
Sheshimi: -bóleksheler zat arqalı ótkende tómendegi nızam boyınsha jutıladı:
|
|
|
|
|
|
N N |
0 |
e d |
|
|
|
|
(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bunda N |
0 |
-denege túsip atırǵan -bóleksheler sanı, N -qalıńlıǵı d bolǵan qatlamnan |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ótken |
-bóleksheler sanı. Beta-bóleksheler aǵımı zattıń |
d qalıńlıǵınan |
ótkennen |
||||||||||
keyin |
|
N N |
0 |
/ 2 |
ge teń boladı. Bunı (1) ge qoyamız: N |
0 |
/ 2 N |
0 |
e d0,5 |
, yamasa |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 e d0,5 .
2
Bul formulanı logarifmlep qıdırılıp atırǵan yarım jutılıw qatlamınıń qalıńlıǵın
anıqlaymız: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d0,5 ln 2 / |
|
|
(2) |
|
β-bóleksheler |
energiyası |
T |
1,71МeV |
bolǵanı ushın |
(3.14) |
formula |
|
max |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
járdeminde hawa , |
Al |
hám PB |
koefficientlerdi anıqlaymız |
hám |
(2) den: |
||
d 0,5 (hawa) 50 sm , |
d0,5 ( Al) 2,4 10 2 sm , d0,5 (PB) 5,7 10 3 sm |
|
|
||||
ekenligin tabamız.
3.2. Kosmik nurlar tásirinde teńiz qáddinen 1sm3 hawada 1 min waqıt dawamında 120 ionlar jubı payda bolsa, bir sutkada insan alatuǵın ekspoziciyalıq dozası anıqlansın.
Sheshimi: İnsan t waqıt dawamında alınatuǵın ekspoziciyalıq doza tómendegi formula arqalı tabıladı:
|
|
|
|
D |
Р t |
(1) |
|
|
|
|
e |
e |
|
bunda D |
-ekspoziciyalıq doza, |
Р |
-ekspoziciyalıq doza quwatı: |
|||
e |
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
Р |
Q |
(2) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
m t |
||
|
|
|
|
e |
|
|
bunda Q -massası |
m bolǵan hawada t |
waqıt dawamında payda bolǵan zaryadlar |
||||
jıyındısı. Ol jaǵdayda (2) ni (1) ge qoyamız hám tómendegi teńlemeni alamız:
29
D |
Q |
|
t |
(3) |
|
m t |
|||||
e |
|
|
|||
bunda hawa massası tómendegige teń boladı: |
|
||||
m V |
|
(4) |
|||
V kólemde payda bolatuǵın zaryadlar jıyındısı bir qıylı belgide barlıq ionlardıń zaryadın e elementar zaryadlı ionlar sanına kóbeytpesine teń:
|
|
|
|
|
Q |
e |
N |
(5) |
|||
(3) hám (5) formulalardı esapqa alsaq (3) formula tómendegi kóriniske keledi: |
|||||||||||
Dэ |
|
e |
|
N t |
|
|
|
|
|
19 C , N 120 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
. Formuladaǵı |
shamalardı Sİ birliklerdegi |
e |
1,6 10 |
||||
|
|
V t |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t 24 3600 s , 1,29 kg / m3 , |
V 1 10 6 m3 , t 60 s mánislerinen |
ekspoziciyalıq |
|||||||||
dozanı esaplaymız: De 21,4 nC / kg .
3.3. Awır zaryadlı bólekshelerdiń, zattaǵı sm2 larda kórsetilgen ótiw jolı ótiwshi zatqa baylanıslı emesligin kórsetiń. Usı juwmaqtıń tásir etiw shegaraların kórsetiń.
Sheshimi: Awır zaryadlı bóleksheler zattan ótkende olar barlıq energiyasın tiykarǵı jutıwshı zat atomların ionizaciyalawǵa hám oyatıwǵa sarplaydı (ionizaciya joǵaltıwlar). Zaryadı Z1 hám tezligi v bolǵan bóleksheniń ionizaciya joǵaltıwları tómendegige teń:
dE |
|
4 e |
4 z 2 |
|
||
|
|
|
|
|
1 |
ZNB , |
|
mv2 |
|||||
dx |
|
|
||||
Bunda Z -jutıwshı zattıń atom sanı, |
N 1 sm3 |
kólemdegi atomlar sanı, B -zattıń |
||||
ionizaciya potencialına kúshsiz baylanısqan tormozlanıw koefficienti. Bul baylanıstı
itibarǵa almaǵan halda, E1 energiyalı bóleksheniń ótiwin tabamız:
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
1 |
dE |
|
f (E) |
|
f (E) |
A |
||||
dE |
ZN |
ZN |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
Bunda N |
a |
-Avogadro sanı, |
f (E) |
bóleksheniń ózgesheliklerine baylanıslı hám |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
jutıwshı |
zatqa |
baylanıslı |
bolmaǵan |
shama. Jeńil |
hám ortasha jutqıshlar ushın |
|||||
Z / A 1 |
hám |
R R( |
g |
) |
. Demek, bunday |
jutıwshı zatlar ushın |
R |
|||
2 |
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
sm |
|
|
|
|
|
kóbeytpe shama menen turaqlı shama.
30
------------------------- YADRO FİZİKASI BOYINSHA MÁSELELER SHIǴARIW ---------------------------
3.4. Fotoimulciyadaǵı bóleksheler iziniń aqırı ne ushın keńeyiwin túsindiriń. Sheshimi: İonizaciya arqalı joǵaltıw bólekshe tezligin kvadratına keri
proporcional baylanısqanı ushın, fotoimulsiyadaǵı qara daqlardıń tıǵızlıǵı ionizaciya arqalı joǵaltıwdıń ósiwi menen artıp baradı.
3.5. Kinetikalıq energiyası bolǵan alfa bólekshe, proton hám elektronlardıń fotoimulsiyadaǵı qara izler tıǵızlıqların shama menen bahalań.
dE (
dx à
3.6. Energiyası 10GeV
joǵaltıwlar qatnasların bahalań.
dE : dx
bolǵan
dE (
dx e
dE :
dx e
elektron
dE
: dx
4ma : m : me ).
hám proton ushın ionizaciyalıq
2 ).
3.7. Preparat qalıńlıǵı asqanda da, kórsetilip atırǵan alfa nurlanıwlar intensivligi
aspaytuǵın radiaktiv |
238Pu |
derek qalıńlıǵın anıqlań. β-bóleksheler energiyası |
||||||
5,5 МeV . |
( R 3,3 mg / sm2 ). |
|
||||||
|
3.8. |
Elektron |
hám |
protondı radiaciya arqalı joǵaltıwlar qatnasın bahalań. |
||||
( W : W |
|
a 2 |
: a 2 |
m |
2 |
: m 2 |
3 105 , |
|
e |
|
p |
e |
p |
|
p |
e |
|
3.9.Hawada ótiw jolı 6 m bolǵan elektronlar aǵımınan qorǵanıw ushın alyuminiyden tayarlanǵan ekran qalıńlıǵın anıqlań. ( R 3 mm ).
3.10.Energiyası 1 MeV bolǵan gamma-kvantlar aǵımın 1000 márte kemeytiwshi tómendegi jutıwshı zatlardıń qalıńlıǵın tabıń:
1) qorǵasın, 2) grafit. Energiyası 1 MeV gamma-kvanttı qorǵasında aǵım kemeyiwiniń effektiv kesimi 24 barn.
(Qorǵasın |
x(Pb) 8,5 sm , grafit |
x(12C) x(Pb) |
(Pb) N (Pb) |
40 sm ). |
|
|
|
(C) N (C) |
|
3.11. Erkin elektronda fotoeffekt bola almaslıǵın kórsetiń.
Sheshimi: Bunday proces ushın impuls hám energiyanıń saqlanıw nızamı tómendegishe jazıladı:
|
2 |
|
|
m c2 |
|
|
hv |
|
m |
|
c |
|
|
hv me c |
|
|
e |
|
; |
|
|
e |
|
|
|||
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
||||
|
1 2 |
1 |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Bul teńlemelerden ushın teńleme dúzemiz:
(1 )(1 ) (1 ) 2
31
Bul teńlemeni eki 1 1 hám 2 0 túbiri bar. Eki sheshimniń de mániske iye emesliginen erkin elektron fotondı juta almawı kelip shıǵadı.
3.12. Vakuumda gamma-kvant elektron pozitron juplıǵına aylanıwın sıpatlań.
Sheshimi: İnerciya orayı sanaq sistemasında elektron pozitron juplıǵınıń tolıq impulsı nolge teń. Biraq gamma-kvanttıń hár qanday sanaq sistemasındaǵı impulsı nolge teń emes. Sonıń ushın impulstiń saqlanıw nızamı buzıladı hám vakuumda gamma-kvant elektron-pozitron juplıǵına aylanbaydı.
3.13. Elektron-pozitron juplıǵı annigilyaciya procesinde payda bolǵan gammakvantlardıń sanı keminde ekew bolıwın kórsetiń.
Sheshimi: İnerciya orayı sanaq sistemasında elektron-pozitron juplıǵınıń tolıq impulsı nolge teń. İmpulstıń saqlanıw nızamı orınlanıw ushın, payda bolǵan gammakvantlar tolıq impulsı nolge teń bolıwı kerek. Bul shárt, álbette, eki gamma-kvant
payda bolǵanda orınlanadı. |
|
|
||
3.13. |
60Co yadrosınıń ıdırawında yadronıń oyanǵan jaǵdayına ótiw energiyaları |
|||
1,17 hám |
1,33 МeV |
bolǵan gamma-kvantlardı izbe-iz nurlanıwı |
menen júz |
beredi. |
Gamma-kvantlar |
aǵımı 10 sm qalıńlıqtaǵı qorǵasınnan |
ótkennen |
keyingi |
|
intensivlikleriniń qatnasın anıqlań. Gamma-kvantlardı jutılıw effektiv kesimleri say
túrde |
21,5 hám 18barn. |
|
|
|||||
|
I1,33 |
(0) |
exp( 1,17 |
1,33 ) |
N x 3,2 |
|
||
( |
I |
1,17 |
(0) |
). |
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
3.14. Energiyası |
0,5 МeV |
gamma-kvanttıń sızıqlı jutılıw koefficienti qorǵasında |
||||||
1,65 sm 1 , alyuminiyde 0,223sm 1 bolsa, qorǵasında fotoelektrlik jutılıwdıń effektiv kesimin tabıń.
( foto(82) 25,5 barn ).
3.15. Energiyası 5 MeV bolǵan gamma-kvantlar intensivligi kemeyiwiniń effektiv kesimi, mısta 3,3 hám qorǵasında 14,8 barn. Fotojutılıw effektiv kesimin esapqa almaǵan halda, qorǵasın ushın elektron-pozitron jubın payda bolıwınıń effektiv kesimin tabıń.
( jup(82) 7,5 barn).
3.16. Energiyası 1 МэВ bolǵan gamma-kvantlar 10 см qalıńlıqtaǵı alyuminiyden
ótkende onıń intensivliginiń 5 márte kemeyiwi, tiykarınan kompton effekt sebepli boladı. gamma-kvant intensivliginiń kemeyiwi 10 см qorǵasınnan ótkende 3000
32