- •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
Примеры решения задач
Задача 1. Первая искусственная реакция, выполненная Резерфордом в 1919 г.:
.
Записать ее в кратком (свернутом) виде. Какие законы сохранения выполняются при ядерных реакциях?
Решение
1) .
2) При ядерных реакциях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда (зарядового числа), массового числа (барионного заряда), четности, изотопического спина.
Задача 2. В реакторах–размножителях (бридерах) осуществляется процесс получения делящихся нуклидов плутония и урана, используемых при создании ядерного оружия и в качестве топлива для реакторов. В качестве сырья используются соответственноили торий. Схемы таких реакций:
;
.
Записать в развернутой форме реакции -распада и,и.
Решение
Задача 3. Найти энергию ядерной реакции , если энергия связи ядра равна 104,66 МэВ, а энергия связи ядра равна 105,29 МэВ.
Дано: Решение
Е1 = 104,66 МэВ Тепловой (энергетический) эффект реакции равен
Е2 = 105,29 МэВ
Q - ?
Энергия связи ядра азота
ядра углерода
Из этих уравнений видно, что
то есть - энергия реакции:
МэВ.
Ответ: Q = 0,63 МэВ.
Задача 4. Ядерные реакции и используются в дозиметрии для регистрации нейтронов. Для этого применяются ионизационные камеры с литиевым или борным покрытием, счетчики, наполненные газообразным или изготовленные из борного стекла. Запишите предлагаемые реакции в развернутой форме. Определите энергии данных ядерных реакций.
Дано:Решение
Развернутая форма записи ядерной реакции
= 10,01294 а.е.м.
тп = 1,00867 а.е.м. Энергия ядерных реакций
= 4,0026 а.е.м.
= 7,01601 а.е.м.
= 6,01513 а.е.м. Вычисления
а.е.м. = 931,5 (10,01294 + 1,00867 – 4,0026 – 7,01601) =
- ? - ? = 931,5 . 0,003 = 2,79 МэВ.
= 931,5 (6,01513 + 1,00867 – 4,00260 – 3,01605) = 4,8 МэВ.
Ответ: = 2,79 МэВ; = 4,8 МэВ.
Задача 5. Найти энергию реакции , если -частица вылетает из ядра под углом 900 к направлению движения протона; МэВ; МэВ. Ядро покоится.
Дано: Решение
Ер = 5,45 МэВ Энергия реакции равна разности кинетических энергий
Е = 4 МэВ ядер и частиц после и до реакции:
= 900
Q - ? .
Для нахождения энергии реакции найдем , используя закон сохранения импульса. ; если система замкнута, векторная сумма импульсов частиц остается постоянной. = 0, так как по условию.
Тогда
Рис. 4.3. К задаче 5
Из рис. 4.3 видно, что
так как угол между векторами импульсов иравен 900 по условию.