М.И. Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов - Основы радиохимии и радиоэкологии (Сборник задач) (1133854), страница 4
Текст из файла (страница 4)
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.
Какая доля -частиц 36Cl (E,max.= 0,71 МэВ) поглотится медной фольгойтолщиной 0,15 мм (Сu = 8,96 г/см3)?7. Определите ослабление потоков -частиц и -квантов, испускаемыхпластинками алюминия толщиной 270 и 810 мг/см2 (Al = 2,7 г/см3).40K,8. Параллельные потоки моноэнергетических электронов, -частиц и частиц проходят через экраны, толщина которых равна 0,6 пробега каждоготипа излучения.
Какая доля электронов, и –частиц задерживаетсяэкранами?9. Массовые коэффициенты ослабления –излучения (E,max. = 1,9 МэВ) и излучения (E = 0,1 МэВ) примерно одинаковы и равны 5,3 см2/г. Какаядоля частиц и фотонов пройдет через поглотитель толщиной 445 мг/см2?10. Препарат, содержащий равновесную смесь 90Sr и 90Y, покрыли слоемалюминия, достаточным для полного поглощения излучения 90Sr.
Какаядоля -частиц 90Y будет задержана этим слоем?2111. Массовые коэффициенты ослабления - и -излучения одинаковы иравны 4 см2/г. Какая доля частиц и квантов пройдет через слой поглотителятолщиной 347 мг/см2?12. Максимальный пробег -излучения в магнии равен 720 мг/см2. Прикакой толщине поглотителя параллельный поток частиц будет ослаблен в 4раза?13. Энергия -излучения и максимальная энергия -частиц одинаковы иравны 300 кэВ. Какая доля - и -излучения задержится алюминиевымэкраном, толщина которого равна 3 слоям половинного ослабления излучения.14.
Максимальный пробег -излучения равен 0,5 г/см2. При какой толщинепоглотителя параллельный поток частиц будет ослаблен в 50 раз?15. Максимальный пробег -частиц с энергией 50 кэВ (линейныйкоэффициент ослабления 900 см−1) и пробег -частиц с энергией 5 МэВприблизительно одинаковы и равны 50 мкм. Какая доля частиц указанныхэнергий пройдет через слой воды толщиной 0,1 мкм?16. Какая часть узкого потока -квантов 141Ce не пройдет через свинцовыйэкран толщиной 1,05 г/см2? Плотность свинца 11,3 г/см3.17. Массовые коэффициенты ослабления фотонного и -излученияодинаковы и равны 10 см2/г. Какая доля частиц и квантов пройдет черезэкран из алюминия, толщина которого равна максимальному пробегу частиц?18.
Установлено, что слой полуослабления -излучения радионуклида *Хравен 93,6 мг/см2. Оцените массовый коэффициент (см2/г) имаксимальный пробег частиц.19. Массовые коэффициенты ослабления рентгеновского и -излученияодинаковы и равны 10 см2/г. Какая доля частиц и квантов пройдет черезслой поглотителя толщиной 400 мг/см2 .20. Альфа-частица с начальной энергией 10 МэВ создает на начальномучастке пробега в воздухе 2,2 пары ионов на 1 мкм пробега. Оценитеплотность потока частиц и плотность потока энергии в воздухе нарасстоянии 6 см от точечного источника активностью 9,05 МБк, если наобразование пары ионов расходуется в среднем 34 эВ.2221.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
