М.И. Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов - Основы радиохимии и радиоэкологии (1127001), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рассчитайте минимально необходимое время облучения навески As2O3массой 0,1 г потоком нейтронов (плотность 1012 см2с1) для полученияпрепарата 76As2O3 с удельной активностью 400 МБк/г. Единственныйстабильный нуклид - 75As, эффективное сечение (n,)-реакции равно4,3·1024 см2, период полураспада 76As - 26,3 ч.114. Рассчитайте минимально необходимое время облучения навески Sc2O3массой 138 мг потоком нейтронов (плотность 1011 см2с1) для полученияобразца с удельной активностью 400 МБк/г.
Скандий – мононуклидныйэлемент, сечение поглощения тепловых нейтронов 45Sc равно 27,2·1024 см2,период полураспада 46Sc - 83,8 сут.115. Рассчитайте минимально необходимое время облучения образца 118Snмассой 100 мг в нейтронном потоке с плотностью 1014 см2с1 дляполучения образца с удельной активностью 37 ГБк/г.
Сечение реакции118Sn(n,)119mSn равно 0,22 барн, период полураспада 119mSn - 290 сут.116. Для получения 32P (T½ = 14,5 сут.) заполненную сероуглеродомкруглодонную тонкостенную колбочку (диаметр 2 см), расположенную в 15см от точечного источника быстрых нейтронов с выходом 1010 с1, облучалив течение 16 суток. Рассчитайте удельную активность (Бк/мл) полученногопрепарата, считая, что условия облучения соответствуют случаю тонкоймишени. Содержание 32S в природной смеси изотопов - 95%; сечениесоответствующей (n,p) реакции - 0,154 барн; плотность сероуглерода – 1,27г/см3. Поглощением нейтронов стенками колбы пренебречь.117.
Образец серы массой 320 мг с площадью поперечного сечения 3 см 2находился в 10 см от точечного источника быстрых нейтронов (энергия 3МэВ, поток 108 с1) в течение 14,5 суток. Оцените активность образца намомент окончания облучения, полагая, что в данных условиях в тонкоймишени может быть активирована только одна реакция - 32S(n,p)32P.Природная сера содержит 95% 32S, при Еn 3 МэВ сечение реакции равно0,151028 м2, T½(32Р) =14,5 сут.118. В природной смеси изотопов сурьмы содержится 43% 123Sb и 57%121Sb. При облучении навески массой 1 г нейтронным потоком (плотность1012 см2с1) в течение суток в мишени образуется 124Sb (T½ = 60 сут) икороткоживущий 122Sb.
Удельная активность мишени, измеренная сразупосле окончания облучения, составила 2886 кБк/мг. Определить периодполураспада 122Sb, считая, что условия облучения соответствуют случаютонкой мишени, сечение обеих (n,)-реакций примерно одинаковы и равны4,4·1024 см2.18119. При облучении мишени образуется радионуклид Z с периодомполураспада 3 ч и короткоживущий примесный X (T½ = 15 мин).
Мишеньоблучали в течение 9 ч. Ее активность спустя 15 мин после окончанияоблучения составила 280 кБк, а спустя 3 ч – 90 кБк. Определите а)отношение активности радионуклида Z в момент второго измерения кмаксимально возможной при данных условиях облучения, б) отношениеактивностей нуклидов Z и X в момент окончания облучения.120. Для определения содержания примеси марганца в алюминии фольгумассой 100 мг облучали медленными нейтронами (плотность потока 10 13см2с1) в течение 10 ч. Активность 56Mn (T½ = 2,58 ч) на момент окончанияоблучения составила 8200 Бк. Определите отношение количеств атомов Al иMn в фольге.
Природный марганец на 100% состоит из 55Mn, эффективноесечение (n,)-реакции равно 13,3 барн.121. Для определения содержания серебра в старинной монете ее облучалитепловыми нейтронами в течение 10 мин. Было установлено, чтовозбужденная активность принадлежит радионуклиду 108Ag (T½ = 2,3 мин).Измерение начали через 3 мин после окончания облучения,продолжительность измерения составила 5 мин; за это время былозарегистрировано 4560 импульсов (за вычетом фона). В тех же условиях былоблучен образцовый препарат с содержанием серебра 12,4 %.
Измерениебыло начато через 3 мин после окончания облучения и продолжалось 4 мин;за вычетом фона было зарегистрировано 2370 имп. Определите содержаниесеребра в монете.122. Облучение пластинки 193Ir (толщина 0,1 мм, площадь 50 мм2, Ir = 22,4г/см3) медленными нейтронами (плотность потока 1010 см2с1) проводилосьв течение 1 ч. Определите сечение реакции 193Ir (n,)194Ir, если активностьмишени, измеренная сразу после облучения, составила 13,66 МБк, а спустя8 ч – 10,266 МБк.123. Рассчитайте массу меди в образце, облученного до насыщения в потоке2∙1013 нейтрон/(см2∙с). Активность образца после облучения составила 16,9Бк.
Массовая доля активируемого изотопа (63Cu) в природной смеси 69%.124. При поглощении быстрых нейтронов ядрами 24Mg могутактивироваться реакции (n,2n)-, (n,p)- и (n,)-типа, энергетические эффектыкоторых равны -16,5, -4,73 и -2,5 МэВ, соответственно. Для оценки сеченияодной из этих реакций пластинку магния-24 площадью 2,5 см2 и толщиной0,1 мм выдержали в потоке нейтронов с энергией 14 МэВ и плотностью 109см2с1 в течение 1 ч. Активность пластинки, измеренная сразу послеокончания облучения, составила 12230 Бк. Какие ядерные реакциипротекают в данных условиях? Оцените сечение одной из них.
Неон-21 –19стабильный нуклид; периоды полураспада радионуклидов: 11,3 с (23Mg) и 15ч (24Na); плотность магния 1,74 г/см3.125. При облучении серы быстрыми нейтронами могут протекать реакции32S(n,p)32P, 32S(n,)29Si, 32S(n,2n)31S и 34S(n,)31Si, энергетические эффекты(МэВ) которых равны 0,928, 1,526, 15,08 и 0,192, соответственно. Дляоценки сечения одной из этих реакций образец серы массой 320 мг сплощадью поперечного сечения 1 см2 выдержали в течение 10 суток впотоке нейтронов с энергией 14 МэВ и плотностью 10 9 см2с1.
Активностьмишени, измеренная через 48 ч после окончания облучения, составила45860 Бк. Какие ядерные реакции протекают в данных условиях? Оценитесечение одной из них, учитывая тот факт, что сечения реакций на быстрыхнейтронах для подавляющего большинства нуклидов меньше 1028 м2.Периоды полураспада радионуклидов: 14,3 сут. (32Р), 2,6 с (31S) и 157 мин(31Si). В природной смеси изотопов содержится 95% 32S и 4,2% 34S.126. При облучении ниобия быстрыми нейтронами могут протекать реакции93Nb(n,p)93Zr, 93Nb(n,)90Y, 93Nb(n,2n)92mNb, энергетические эффектыкоторых равны, соответственно, 0,719, 4,915 и 8,83 МэВ. Пластинкуниобия площадью 3 см2 и толщиной 0,5 мм выдержали в потоке нейтронов сэнергией 8 МэВ и плотностью 109 см2с1 в течение 36 ч.
Активностьмишени, измеренная через 10 мин после окончания облучения, составила24136 Бк. Какие ядерные реакции протекают в данных условиях? Оценитесечение одной из них, учитывая тот факт, что сечения реакций на быстрыхнейтронах для подавляющего большинства ядер меньше 1028 м2.Ниобий – мононуклидный элемент, его плотность 8,57 г/см3. Периодыполураспада радионуклидов: 1,5106 лет (93Zr), 64 ч (90Y), 10 сут.
(92mNb).127. Облучение фосфора быстрыми нейтронами может вызывать ядерныепревращения 31P (n,р)-, (n,)- и (n,2n)-типа, энергетические эффектыкоторых равны: 0,709, 1,944 и 12,3 МэВ, соответственно. Сечениереакций на быстрых нейтронах для элементов середины Периодическойтаблицы, как правило, заметно меньше 1028 м2. Для оценки сечения однойиз таких реакций образец красного фосфора массой 0,31 г и площадьюпоперечного сечения 1,8 см2 выдержали в потоке нейтронов с энергией 12МэВ и плотностью 109 см2с1 в течение 48 ч. Активность мишени,измеренная через 1 ч после окончания облучения, составила 369650 Бк.Оцените сечение одной из реакций.Периоды полураспада радионуклидов: 2,62 ч (31Si), 2,24 мин (28Al) и 2,5 мин(30P).
В природной смеси изотопов 100% 31Р.20Раздел II. ОСЛАБЛЕНИЕ ПОТОКОВ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.РЕГИСТРАЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ.1. Параллельные потоки моноэнергетических электронов, -частиц и частиц проходят через алюминиевые экраны, толщина которых равна 0,25максимального пробега -частиц. Энергия электронов, -частиц имаксимальная энергия -спектра равны 0,7 МэВ.
Какая доля электронов,- и -частиц задерживается экранами?2. Параллельные потоки моноэнергетических электронов, -частиц и частиц проходят через алюминиевые экраны толщиной 1 мм. Энергиячастиц каждого типа равна 1,0 МэВ, плотность их потоков 1000 см2∙с1.Оцените плотности потоков частиц за экраном.3. Какая доля - и -излучения 40К пройдет через пластинку алюминия(плотность 2,7 г/см3), толщина которой равна 6 слоям половинногоослабления излучения этого радионуклида.4. Определите максимальный пробег (в см) -частиц 32P в воздухе при н.у.5. Рассчитайте минимальную толщину экрана из органического стекла ( =1,07 г/см3), полностью задерживающего поток -частиц 89Sr.6.