И.Е. Иродов - Задачи по квантовой физике (1129339), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Определить кинетические энергии ядер зВе и '~О, возникающих в реакциях: а) з1.1(р, п)зВе, Д= — 1,65 МэВ; б) 'Я Г(п, р+ 4п) " О, Д = — 35,8 МэВ при лоро~оном значении кинетической энергии протона и нейтрона. 8.23. Литиевую мишень облучают пучком протонов с кинетической энергией, в т1 = 1,50 раза превьппающей пороговое значение. Найти кинетическ~ю энергию нейтронов, вылегающих в результате реакции "1.1(р, и) Ве — 1,65 МэВ под углом 90' к пучку протонов. 8.24. Оценить минимальную кинетическую энергию налетающей и-частицы, необходимую для ее прохождения над кулоновским потенциальным барьером ядра 'Ь1. Возбудит ли а-частица такой энергии реакцию '11(и, л)'~В7 8.25. Нейтроны с кинетической знергиеи К=10,0 МэВ возбуждают реакцию '~В(л, И)~Ве, для которой К„.,=4,8 МэВ.
Найти для обра~ного процесса кинетическую энергйю налетающих дейтронов прн условии, что полные энергии взаимодействующих частиц в Ц-системе одинаковы для обоих процессов. 90 8.26, Получить в Ц-системе выражение для импульса 17' частиц, возникаюгцих в результате реакции М(гл, т')М'+Д, если кинетическая энергия налетающей частицы К (в Л- системе).
8.27. Определить кинетическую энергию ядер кислорода, вылетающих в результате реакции '4Х(р, и)'40 — 5,9 МзВ под углом 30' к направлению лвижения бомбарлирующих про~онов, кинетическая энергия которых 10,0 МэВ. Решение получить с помощью построенной в масштабе векторной лиаграммы импульсов. 8.28. Найти максимальную кинетическую энергию и-частиц, возникающих в результате реакции ' О(п', ц)' 1х1+3,1 МэВ при кинетической энергии бомбардируюших деитронов 2,0 МэВ. 8.29.
Определить ширину энергетического спектра нейтронов, возникающих в реакции В(п, л)'чН+0,30 МэВ, если кинетическая энергия бомбардирующих и-частиц равна 5,0 МэВ, 8.30. Литиевую мишень облучают и-частицами с кинетической энергией К„. В результате ядерной реакции ~1.1(п, л)юВ, Д= — 2,79 МэВ нз мишени вылетают нейтроны. Найти кинетическую энергию нейтронов„вылетающих под углами О, 90 и 180 к направлению движения бомбардирующих п-частиц, если К„=!0,0 МэВ. 8.31. При каких значениях кинетической энергии налетающих и-частиц нейтроны, возникающие в реакции 1-1 (и, п) гв В— — 2,79 МэВ, будут испускаться только в переднюю полусферу (Э < 90"')? 8.32. Найти максимально возможные углы вылета (в Л-системе) продуктов следующих реакций; а) ~Ве(р, л)~ — 1,84 МэВ, если К =4,00 МэВ; б) "Не(п, Ы)зН вЂ” 17,5 МзВ, если К„=24,0 МэВ. Здесь К вЂ” кинетическая энергия бомбардирующей частицы.
8.33. Пучок нейтронов с кинетической энергией 7,50 МзВ возбуждает в углеродной мишени реакцию ' С (п, а)~ Ве— — 5,70 МэВ. Найти относительное число и-частиц, вылетающих в переднюю полусферу (Э„< 90'), считая, что в Ц-системе угловое распределение процуктов реакции нзотропно. 8.34.
Найти пороговую энергию у-кванта. при которой становится возможной энлоэнергетическая реакция фоторасщепления первоначально покоящегося ялра массы М, если энергия реакции равна Д, 8.35. Вычислить кинетическую энергию нейтронов при пороговом значении энергии у-кванта для следующих реакций фоторасшепления: а) 'Н (у. и) Н; б) ' 1.1 (у, п)' 13. 8.36. Показать, что для реакции фоторасщепления ядра у+ лт- гл, + т~ в случае, когла энергия фотона л а<< Мс' 9! и продукты реакции нерелятивистские, импульсы возникающих -о - - ° и-- ° Ф ~ у-Г г=,ЪТа:-т ) где р' — приведенная масса возникающих частиц, Д вЂ” энергия реакции, йы энергия 7-кванта. 8.37. Гамма-кванты с энергией 6,40 МэВ, взаимодействуя с ядрами трития, возбуждают реакцию 'Н 17, и)'Н вЂ” 6,26 МэВ.
Считая, что в Ц-системе распределение нейтронов по углам изотропно, найти вероятность вылета дейтрона в передшою полусферу в Л-системе (9, ~ 90'). Можно воспользоваться формулой из предыдущей задачи. 8.38. Бериллиевую мишень облучали узким пучком дейтропов с кинетической энергией Ка — †1 МэВ. В направлении этого пучка за мишенью наблюдали пучок нейтронов с угловой шириной 0=16'. Найти, используя предположение о механизме реакции срыва, разброс нейтронов по энергии. 8.39.
Найти возможное значение спина основного состояния ядра "О, возникающего в реакции срыва при взаимодействии дейтронов с ядрами нуклида '~О, если известно, что орбитальный момент захватываемых нейтронов 1„=2. Сравнить резуль~а~ со значением спина по оболочечной модели ялра. 8.40. Рассмотрим следующие два канала реакции, протекающей через промежуточное ядро вВе~; .1 7 1„1, в 13е к 2 Не (1) ' 'Ве+у (2) Спин и четносгь основных состояний ядер 7!.1 и вВе равны соответственно ~,',— и О, спин и-частицы О, внутреннюю четность про~она счи~ать положительной.
Установить с помощью законов сохранения моменпа импульса и четности для случаев, когда орбитальный момент протона 1=0 и 1, возможные значения спина 1 и четности Р промежуточного ядра. 8.41. Воспользовавшись условием предыдущей задачи, определить состояния (спин и четность) промежуточного ядра, которые соответствуют обоим каналам реакции. Уровни ядер. Сечения и выходы ядерных реакций Ф 8,42.
Найти энергию возбуждения покоящегося ядра массы М, которую оно получит при захвате 7-кванта с энергией Ьех 8.43. Определить энергик> возбуждения ядра кНе, возникшего в результате захвата протона с кинетической энергией К=2,0 МэВ первоначально покоившимся ядром эН. 8.44. Какой минимальной кинетической энергией должен обладать нейтрон, чтобы в результате неупругого рассеяния на ядре ~Ве сообщить последнему энергию возбуждения Е*= =2,40 МэВ? 8.45, Мишень из нуклида ' Ь1 бомбардируют пучком нейтронов с кинетической энергией К=1,00 МэВ. Определи~ь энергию возбуждения ядер, возникаюших в результате неупругого рассеяния нейтронов, если кинетическая энергия нейтронов, неупруго рассеянных под прямым углом к падающему пучку, К'=0,33 МзВ.
8.46. Вычислить кинетическую энергию протонов. неупруго рассеянных под прямым углом на первоначально покоящихся ядрах пуклида ~~19е. Известно, что нижние уровни ядра гв1Це соответствуют энергии возбуждения Е~ = 1,5, 2,2 и 4,2 МэВ. Кинетическая энергия бомбардирующих протонов К=4,3 МэВ. 8.47. Найти значения кинетической энергии нейтронов, при которых сечения взаимодействия с ядрами нуклида ' О максимальны, если нижние уровни промежуточного ядра соответствуют энергиям возбуждения Е*=0,87, 3,00, 3,80, 4,54, 5,07 и 5,36 МэВ.
8.48, При бомбардировке мишени из углерода дейтронами возбуждается реакция з С (Ы, и) 'ч1х1, выход которой имеет максимумы для следующих значении кинетической энергии К дейтронов; 0,60, 0,90, 1,55 и 1,80 МэВ. Найти энергию Е* соответствующих уровней промежуточного ядра, через которые идет данная реакция. 8.49. Борную мишень облучают пучком дейтронов с кинетической энергией 1,50 МэВ. В результате реакции (Ы, р) на ядрах В установлено, что под прямым углом к пучку дейтронов из мишени испускаются протоны с кинетической энергией 7,64, 5,51 н 4,98 МэВ.
Найман энергию Е" уровней возбужденных ядер ' ' В, которые отвечают этим значениям энергии, 8.50. Найман отношение интенсивностей моноэнергетнческих групп нейтронов, неупруго рассеянных под прямым углом к падающему пучку ядрами нуклида 'г А1, нижние уровни которых соответствуют энергии возбуждения 0,84, 1,02 и 1,85 МзВ. Кинетическая энергия бомбардирующих нейтронов 1,40 МэВ. Известно, что сечение неупругого рассеяния нейтронов вблизи порога пропорционально скорости пеупруго рассеянных нейтронов, 8.51. Выразить сечение реакции А (а, 6) В, зная сечение образования промежуточного ядра а„и ширину его уровня, через который она идет, Г и Г„, где à — полная ширина уровня, Г, — парциальная ширина, отвечаюшая испусканию частицы Ь.
8.52. Определи~ь среднее время жизни возбужденных ядер, возникающих при захвате нейтронов с кинетической энергией 250 кэВ ядрами нуклида ~Ь1, если известно среднее время жизни данных ядер по отношению к испусканию нейтронов и а-частиц: т„=1,1 ° 10 ав с, т,=2,2 10 гв с (других процессов нет). 93 8.53. При облучении дейтронами с кинетической энергией 1О МэВ бериллиевой мишени она становится интенсивным источником нейтронов в реакции 9Ве(41, л) гвВ.
Выход реакции и =5,0.10 э. Найги число нейтронов, испускаемых ежесекундно при дейтронном токе 1=100 мкА. 8.54. Какова должна быть толщина кадмиевой пластинки, чтобы ноток тепловых нейтронов нри прохождении через нее уменьшился в т) = 100 раз? Сечение ноглошения нейтрона ядром атома кадмия о„=2,54 кб. 8.55. Найти выход реакции (л, ц) нри облучении пучком тепловых нейтронов мишени толщиной 41=5.0 мм, состояшей из лития природного изотопного состава, если данная реакция идет на ядрах 1л, которых содержится т)=7,52;40, и сечение реакции о=945 б.
8.56. При облучении дейтронами с кинетической энергией 1„0 МэВ тонкой мишени из тяжелого льда выход и сечение реакции 'Н(41, п) зНе равны соответственно 0,8 10 ' и 20 мб. Определить сечение данной реакции для кинетической энергии дейтронов 2,0 МэВ, если выход нри этой энергии составляет 4,0 1О 8.57.
Выход реакции (у, л) нри облучении медной пластинки толщиной И=1,0 мм у-квантами с энергией !7 МэВ равен в=4,2.!О 4. Найти сечение данной реакции. 8.58. Через камеру, в которой находится газообразный азот при нормальных условиях, проходит узкий пучок моноэнергетических нейтронов с кинетической энергией 0,025 эВ. Поток нейтронов Ф=2,0.!О' с '. Найти сечение реакции (л, р), если известно, что за время !=5,0 мс на длине пучка /=10 мм возникает М= 95 протонов.
8.59. Железную мишень облучают пучком протонов с кинегической энергией 22 МэВ. В результате реакции (р, п), выход которой в.=1,2 10 ', образуется радионуклид ~" Со с периодом полураспада Т= 77,2 сут. Определить активность мишени через т=2,5 ч после начала облучения нри токе протонов э =21 мкА. 8.60. Мишень из металлического натрия длительно облучали пучком дейтронов с кинетической энергией 14 МэВ при токе /= 10 мкА. Найти выход реакции (И, рх), в результате которой образуешься радиоактивный нуклид 41х!а, если активность мишени через 10 ч после окончания облучения составляет 5 9,10ю Бк (1,6 Ки). 8.61. Тонкую пластинку фосфора толшиной 1,0 г)см облучали в течение т=4,0 ч потоком нейтронов Ф=2,0 !Огв с с кинетической энергией 2,0 МэВ. Через 1=1,0 ч после окончания облучения активность пластинки оказалась А — — 3,9 10" Бк ~105 мкКи).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
