Н.Г. Гончарова, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Э.И. Кэбин, М.Е. Степанов - Физика ядра и частиц. Задачи с решениями, страница 6

Перечислить несколько ядерных реакций, в которых может образоваться изотоп 8Be.2. Какую минимальную кинетическую энергию в лабораторной системе T min должен иметьнейтрон, чтобы стала возможной реакция 16O(n, )13C?3. Является ли реакция 6Li(d, )4He эндотермической или экзотермической? Даныудельные энергии связи ядер в МэВ: (d) = 1.11; ( ) = 7.08; (6Li) = 5.33.4. Определить пороги Tпор реакций фоторасщепления 12С.1.+ 12С112.+ 12С11В+р3.+ 14С12С+n+nС+n5. Определить пороги реакций: 7Li(p, )4He и 7Li(p, )8Be.6. Определить, какую минимальную энергию должен иметь протон, чтобы сталавозможной реакцияp+dp + p + n.7. Возможны ли реакции:1.+ 7Li102.+ 12C14B+n;N+dпод действием -частиц с кинетической энергией T = 10 МэВ?8.

Идентифицировать частицу X и рассчитать энергии реакции Q в следующих случаях:1. 35Сl + X32S + ; 4. 23Na + p20Ne + X;Li + ; 5. 23Na + d24Mg + X;Be + n; 6. 23Na + d24Na + X.2. 10B + X73. 7Li + X79. Какую минимальную энергию Tmin должен иметь дейтрон, чтобы в результатенеупругого рассеяния на ядре 10B возбудить состояние с энергией Eвозб = 1.75 МэВ?10. Вычислить порог реакции:частицей является:14N +17О + p, в двух случаях, если налетающей1) -частица, 2) ядро 14N. Энергия реакции Q = 1.18 МэВ. Объяснить результат.11.

Рассчитать энергии и пороги следующих реакций:1. d( p, )3He;5. 32S( ,p )31P;2. d( d,3He )n;6. 32 ( ,n )31S;3. 7Li( p,n )7Be;7. 32S( , )28Si;384. 3He( , )7Be;8. 4He( ,p)7Li;12. Какие ядра могут образовываться в результате реакций под действием : 1) протонов сэнергией 10 МэВ на мишени из 7Li; 2 )ядер 7Li с энергией 10 МэВ на водородной мишени?13. Ядро 7LI захватывает медленный нейтрон и испускает -квант. Чему равна энергия кванта?14.

Определить в лабораторной системе кинетическую энергию ядра 9Ве, образующегосяпри пороговом значении энергии нейтрона в реакции 12C(n, )9Be.15. При облучении мишени из натурального бора наблюдалось появление радиоактивныхизотопов с периодами полураспада 20.4 мин и 0.024 с. Какие образовались изотопы?Какие реакции привели к образованию этих изотопов?16. Мишень из натурального бора бомбардируется протонами. После окончанияоблучения детектор-частиц зарегистрировал активность 100 Бк. Через 40 минактивность образца снизилась до ~25 Бк.

Каков источник активности? Какая ядернаяреакция происходит?17. -Частица с кинетической энергией T = 10 МэВ испытывает упругое лобовоестолкновение с ядром 12С. Определить кинетическую энергию в л.с. ядра 12C TC послестолкновения.18. Определить максимальную и минимальную энергии ядерреакции 7Li(p,n)7Be7Ве, образующихся в(Q = -1,65 МэВ) под действием ускоренных протонов с энергией Tp = 5 МэВ.19.

-Частицы, вылетающие под углом неупр = 300 в результате реакции неупругогорассеяния с возбуждением состояния ядра 12C с энергией Eвозб = 4.44 МэВ, имеют такуюже энергию в л.с., что и упруго рассеянные на том же ядре -частицы под углом упр = 450.Определить энергию -частиц, падающих на мишень.20. -Частицы с энергией T = 5 МэВ взаимодействуют с неподвижным ядром 7Li.Определить величины импульсов в с.ц.и., образующихся в результате реакции 7Li( ,n)10Bнейтронаи ядра 10B pBe.21. С помощью реакции 32S( ,p)35Cl исследуются низколежащие возбужденные состояния35Cl (1.219; 1.763; 2.646; 2.694; 3.003; 3.163 МэВ). Какие из этих состояний будутвозбуждаться на пучке -частиц с энергией 5.0 МэВ? Определить энергии протонов,наблюдаемых в этой реакции под углами 00 и 900 при Е =5.0 МэВ.22. Используя импульсную диаграмму получить связь между углами в л.с.

и с.ц.и.23. Протон с кинетической энергией Тa= 5 МэВ налетает на ядро 1Н и упруго рассеиваетсяна нем. Определить энергию TB и угол рассеяния B ядра отдачи 1Н, если угол рассеянияпротона b = 300.24. Для получения нейтронов широко используется реакция t(d,n) . Определить энергиюнейтронов Tn, вылетающих под углом 900 в нейтронном генераторе, использующемдейтроны, ускоренные до энергии Тd = 0.2 МэВ.25.

Для получения нейтронов используется реакция 7Li(p,n)7Be. Энергия протонов Tp = 5МэВ. Для эксперимента необходимы нейтроны с энергией Tn = 1.75 МэВ. Под какимуглом n относительно направления протонного пучка будут вылетать нейтроны с такойэнергией? Какой будет разброс энергий нейтронов T, если их выделять с помощьюколлиматора размером 1 см, расположенного на расстоянии 10 см от мишени.3926. Определить орбитальный момент трития lt, образующегося в реакции 27Al( ,t)28Si, еслиорбитальный момент налетающей -частицы= 0.27.

При каких относительных орбитальных моментах количества движения протонавозможна ядерная реакцияp + 7Li8Be*+ ?28. С какими орбитальными моментами lp могут вылетать протоны в реакции 12C( ,p )11B,если: 1) конечное ядро образуется в основном состоянии, а поглотился Е2- фотон; 2)конечное ядро образуется в состоянии 1/2+, а поглотился М1- фотон; 3) конечное ядрообразуется в основном состоянии, а поглотился Е1- фотон?29. В результате поглощения ядром -кванта вылетает нейтрон с орбитальным моментомln = 2. Определить мультипольность -кванта, если конечное ядро образуется в основномсостоянии.30.

Ядро 12C поглощает -квант, в результате чего вылетает протон с орбитальныммоментом l = 1. Определить мультипольность поглощенного -кванта, если конечное ядрообразуется в основном состоянии?31. Определить орбитальный момент дейтрона ld в реакции подхватаорбитальный момент нейтрона ln = 0.15N(n,d)14C, если33. Ядро 40Cа поглощает Е1 -квант. Какие одночастичные переходы возможны?34. Ядро 12C поглощает Е1 -квант. Какие одночастичные переходы возможны ?35. Можно ли в реакции неупругого рассеяния дейтронов на ядре 10В возбудить состояниес характеристиками JP = 2+ , I = 1?36.

Вычислить сечение рассеяния -частицы с энергией 3 МэВ в кулоновском поле ядра238U в интервале углов от 1500 до 1700.37. Золотая пластинка толщиной d = 0.1 мм облучается пучком -частиц с интенсивностьюN0 = 103 частиц/c. Кинетическая энергия -частиц T = 5 МэВ. Сколько -частиц наединицу телесного угла падает в секунду на детектор, расположенный под углом = 170 0?Плотность золота = 19.3 г/см3.38. Коллимированный пучок -частиц с энергией T = 10 МэВ падает перпендикулярно намедную фольгу толщиной = 1 мг/см2.

Частицы, рассеянные под углом = 30,регистрируются детектором площадью S = 1см2, расположенным на расстоянии l = 20 смот мишени. Какая доля от полного числа рассеянных -частиц будет зарегистрированадетектором?39. При исследовании реакции 27Al(p,d)26Al под действием протонов с энергией Tp = 62МэВ в спектре дейтронов, измеренном под углом d = 90 с помощью детектора с телеснымуглом d = 2·10-4 ср, наблюдались пики с энергиями Td = 45,3; 44,32; 40.91 МэВ.

Присуммарном заряде протонов q = 2.19 мКл, упавших на мишень толщиной = 5 мг/см2,количество отсчетов в этих пиках N составило 5180, 1100 и 4570 соответственно.Определить энергии уровней ядра 26Al, возбуждение которых наблюдалось в этой реакции.Рассчитать дифференциальные сечения d /d этих процессов.40. Интегральное сечение реакции 32S( ,p)31P с образованием конечного ядра 31P восновном состоянии при энергии падающих -квантов, равной 18 МэВ, составляет 4 мб.Оценить величину интегрального сечения обратной реакции 31P(p, )32S, отвечающей той40же энергии возбуждения ядра 32S, что и в реакции 32S( ,p)31P. Учесть, что это возбуждениеснимается за счет -перехода в основное состояние.41.

Рассчитать интенсивность пучка нейтронов J, которым облучали пластинку 55Mnтолщиной d = 0.1 см в течении tакт = 15 мин, если спустя tохл = 150 мин после окончанияоблучения ее активность I составила 2100 Бк. Период полураспада 56Mn 2.58 ч, сечениеактивации = 0.48 б, плотность вещества пластины = 7.42 г/см3.42. Дифференциальное сечение реакции d /dпод углом 900 составляет 10 мб/ср.Рассчитатьвеличинуинтегральногосечения,еслиугловаязависимостьдифференциального сечения имеет вид 1+2sin .43.

Рассеяние медленных (Tnэтот факт?1 кэВ) нейтронов на ядре изотропно. Как можно объяснить44. Определить энергию возбуждения составного ядра, образующегося при захвате частицы с энергией T = 7 МэВ неподвижным ядром 10В.45. В сечении реакции 27Аl ( ,р) 30Si наблюдаются максимумы при энергиях -частиц T3.95; 4.84 и 6.57 МэВ. Определить энергии возбуждения составного ядра,соответствующие максимумам в сечении.46. С каким орбитальным моментом могут рассеиваться протоны с Тр = 2 МэВ на ядре112Sn?47. Оценить сечение образования составного ядра при взаимодействии нейтронов скинетической энергией Tn = 1 эВ с ядрами золота 197Au.48.

Оценить сечение образования составного ядра при взаимодействии нейтронов скинетической энергией Tn = 30 МэВ с ядрами золота 197Au.49. Сравнить полные сечения реакции для -частиц с энергией 20 Мэв на ядрах197Au.56Fe и50. Оценить сечение реакции 63Cu(p,n)63Zn, если известны сечения реакций, идущих собразованием того же составного ядра с той же энергией возбуждения:60Ni( ,p)63Zn - 0.7 б; 63Cu(p,pn)62Cu - 0.87 б; 60Ni( ,pn)62Cu - 0.97 б.51.

Оценить нейтронную ширину Гn изолированного уровня 0+ ядра 108Rh (энергия уровняE0 =1.21 эВ, полная ширина Г = 0.21 эВ), если при резонансном поглощении нейтронов собразованием этого уровня составного ядра сечение поглощения для энергии нейтроновTn = 1 эВ ab = 2700 б. Спин ядра-мишени I(107Rh) = 1/2.52. Получить, исходя из модели оболочек, отношение сечений реакций подхвата16O(p,d)15O, с образованием конечного ядра 15O в основном состоянии (JP =1/2-) и всостоянии (JP =3/2-).53. Для реакции срыва 35Cl(d,p)36Cl найти возможные значения орбитального момента lnзахваченного ядром нейтрона.