Сборник задач по курсу физики с решениями (Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова - Сборник задач по курсу физики с решениями), страница 41

Вм (563 > 1«' Запишите превращение нейтрона в протон с указанием частиц, которые при этом испускаются. Обьясните, почему этот процес; является энергетически возможным. Объясните, почему при и- распале одинаковых ядер энергии а - частиц одинаковы, а при 5 - распаде одинаковых ядер энер- Применяя понятия квантовой статистики. обьясните, почему не- возможно принципиально создать нейтринный лазер'. Опишите основные процессы, происходящие при взаимодействии у - излучения с веществом.

Свободное покоившееся ядро '«'1г (в=317,10953 10" кг) с энергией возбуждения Е = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив у - квант. Определите изменение энергии у - кванта, возникающее в результате отдачи ядра. Назовите лва важных механизма, которыми можно обьяснить ослабление потока фотонов с энергией Е = 500 кэВ при его прохождении через вещество. $ь Обьясните, почему треки а - частиц представляю~ сплошную толстую линию, а треки 13 - частиц — тонкую пунктирную линию. ~~~Г Обьясните, где и почему лучше использовать длинные цепи рож«~бдений и распадов частиц высоких энергий — в камере Вильсона или в пузырьковой камере. 7 ! Определите, является ли реакция,'1л+,Н вЂ” «,Ве+ «и экзотермической или эндотермической.

Определите энергию ядерной реакции. ,.ф' ч Определите, поглощается или выделяется энергия при ядерной реакции,Н+ ~Н вЂ” > зНе+ «л. Определите эту энергию ! Определите, выдедяется или поглощается энергия при ядерной реакции з«Са+,Н вЂ” «,«К+ зНе. Массы ядер, участвующих в ре- акции: т. =7,2992 10са кг, а, =1,6736 1О"' кг, м„=6,8021 10 ~ кг, !1 т„= 2,8229.10 кг, )о ние Не+ Оп+ЛЕ, АŠ— т„-— сг т1„= 5,00841'10 кс ОИЗВВИз 14к)+ 4Не 9 пО+ 'Р +г е 9 в +1Р 4) 27Не(х,р)71Н; 5) х(л,а),Н, г~Х+а — 9 ~2Т+ Ь, д' 10р +308+ 0 О 'х Х(а, Ь) 2 Ъ', Определите, выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции,ГЧ+ 2Не41Н+ 40. Массыядер,участвующихв ре- 14 4 1 17 акции: т„=2,3253 1042 кг, т, =6,6467 10 кг, т, =1,6736 10 2' к1, '1 74 ,Не 1Н Определите зарядовое число У и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи реакции; 1411 4Н 17О 4 .

2) 9В 4Н 12О . 3) 61 ° гН 4Н дтеепз 1) 14Ы+ "Не "О+; у=1, А=1.1р' 2) 4Ве+,Неч ОС+к! Е=О А=! Оп 9 4 12 3) ~зЬ1+х — 1,Н+ 2Не' 7=0 А=! ол ° Запигпите недостающие обозначения х в слег~ющих ядерных реакциях: 1) ",'В(л,а)х) 2) 40Аг(а, л)х,' 3) х(р, л)17Аг) а ° Ф ° ° ° ° ° ° ° О ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° 941 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Символ ичесная запись пдерпой реант(ии где 4Х и 2Т вЂ” исходное и конечное ядра с зарядовыми числами 2 и Л' и массовыми числами А иА '; а и Ь вЂ” соответственно бомбардирующая и испус- каемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы.

В ядерной реакции 1Н +,Н-9 2Не+ Ол выделяется энергия г г з ЛЕ = 3,27 МэВ. Определите массу аюма 'Не, если масса атома; Н равна 3,34461 10га кг. Первая в истории искусственная ядерная реакция осуществлена Резерфордом. Запишите эту реакцию и объясните ее огромное значение для развития ядерной физики. Жолио-Кюри облучали алюминий 277А1 а - частицами, в результате чего испускался нейтрон и образовывалось искусственно- радиоактивное ядро, испытывающее 15' - распад, Запишите эту реакцию. ОИЗВЮИ ~э А! + ~~Не -9 ',ОР+ 'и, Жолио-Кюри облучали магний,42М8 а - частицами, в результате чего попускался нейтрон и образовывалось искусственно-радио- активное ядро, испытывающее Р' - распад.

Запишите эту реакцию. 2) зззБ+ оп-> „Ух+ ' зТе+ хоп Ответ т=о мэв. Ответ П + о 311 о г с+оп оо +ор Ответ ео = (охп мэВ. оооо.4 зВ +оп " зйо+ 2 < 566> Запишите превращение протона в нейтрон с указанием части которые при этом испускаются. Обьясните, почему это превращение энергетически возможно только для протона, связанного в ядре. Впроцессеосушествленияреакции у-о се+,ое энергия Ео фотона составляла 2,02 МэВ. Определите полную кинетическуоо энерппо позитрона и электрона в момент их возникновения.

При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два У - кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определите энергию каждого нз возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала. Запишите схему электронного захвата (е-захвата) и объясните его отличия от Оз~ - распадов.

Приведите пример электронного захвата. Ответ е-захвап '~Х+ оое -+ г ~оу+ оке, вылетает о "е. При л - распаде вылетают две частицы: (,е + о') н"и (+ос+ о" )' о о о о Дополните недостающие обозначения х в следующих ядерных реакциях: 1) ()+ п о зо1а+х+4оп' 3) тзо;По+ оп — эх+ оюХе+ Зооп; 4) „*ри + оп ь ~Бе + м~(о(д + Зоо Под действием каких частиц — нейтронов или а - частиц — ядерные реакции осуществляются более эффективно? Объясните ответ.

Объ инте, почему на медленных нейтронах в основном идут Реакции типа (л, и) и ( и, у ), а на быстрых нейтронах — реакции типа(п, Р) и(п,а), Для обнаружения нейтрона используются реакции захвата тепловых нейтронов легкими ядрами ( зНе, оо Ве ), в результате которых испускаются заряженные частицы. Запишите возможные реакции. 237 237 О О— 921' 9 9311Р + -1е 1 Оке ' 139 139 139 139 о 54Хе-9 ыСз -9 5ОВО 9 571.а. 239 239 о 9311р 9 94рц + -1е.

Решение ино Ответ ле = 8,12 10ы мэв. н()4 — 1) 412 Т ,откуда Ж= Лв е1" '3"г, о (,5б8,) С~69~ .ф1 При энергии нейтронов -"10 МэВ становится возможной на ядр, урана () ядерная реакция типа ( и, 2л ), в результате чего обра- 2ЗВ зуется искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее р - распад. Запи- пзите эту реакцию. Отввт гзв() + 1 2371) + эг о" — 3 ш +о" Ядро урана, П, захватывая быстрый нейгрон, превращается в 234 радиоактивный изотоп урана, который претерпевает )) -распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает 7) -распад, в результате чего образуется плутоний. Запишите все эти процессы в виде ядерной реакции.

Ответ гзв()+ 1л 9 239() 239(О + 92 О 92 9 93 Р +-1Е Определите кинетическую энергию Е и скорость с теплового ней- трона при температуре окружающей среды, равной 17 'С. ОтВЕт Е=6 10 Дж; в=2,68 кмис. Ъ)4."» Ядро урана 2~~1), захватывая тепловой нейтрои, делится на изотопы стронция и ксенона с массовыми числами 95 и 139, второй нз которых, являясь радиоактивным, претерпевает три )З - распада. Запишите реакцшо деленги, а также цепочку,3 - распадов. Ответ '92П +О1л -9 1534Хе+ звбг +2,1л, При захвате теплового нейтрона ядром урана 29~() обр" зуются два осколка деления и два нейтрона, Определите порядковый номер У и массовое число А одного из осколков, если другим осколком являетса ЯлРо стРог и 348 95 Объясните, почему деление ядер должно сопровождаться выде- лением большого количества энергии. Определите энергию (в электрон-вольтах).

которую можно получить при расщеплении1 г урана " (), если при расщеплении каж- 235 дого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° $ ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° 1 ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° Скорость нарастания цеинайреакции где Фо — число нейтронов в начальный момент времени; л7 — число нейтро- нов в момент времени 1; Т вЂ” среднее время жизни одного поколения; й — коэф- фициенг размножения нейтронов. ОИЫс4ИФ т = 45 с.

ОИЫЕгИ т=316 г. ОИИЖШ н = 1,5б 10 ~ с '. (570,2 Определите суточный расход чистого — „н гзз 1З ура а - атомнон элекгт, если энергия Е. ростанцией тепловой мощностью Р = 300 МВ, выделяющаяся прн одном акте деления„составляет 200 МзВ. О пределите, во сколько раз увеличится число нейтронов в цепной ядерной реакции за время г = 1О с, если среднее время жизни Т одного поизления составляет 80 м 80 мс, а коэффициент размножения нейтронов й = 1,002 .

Объясните, какой характер носит цепная ре реакция деления, если коэффициентразмножения: 1) к>1; 2) 1=1; 3) к<1, В ядерном реакторе на тепловых нейтронах среднее время жизни Т одного поколения нейтронов составляет 90 мс, Принимая коэффициент размножения нейтронов /с = 1,002, определите период т реактора, т.е.

время, в течение которого поток ~силовых нейтронов в реакторе возрастает в е раз. Определите число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью Р = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия Е = 200 МэВ, а среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5, Объясните особенности реактора-разм нож нтеля н запишите ядерные реакции, за счет которых может в них идти процесс воспроизводства ядерного горючего. В водородной бомбе вместо реакции, Н + ~Н 4 2Не+ сл исг пользуется реакция,Н+,Н 4 2Не+ л. Объясните почему. 2 3 4 Объясните, почему реакция синтеза атомных ядер — образование из легких ядер более тяжелых — является колоссальныга источником энергии, Объясните, почему для протекания термоядерной реакции необ- ходима очень высокая температура.