irodov_i.e._zadachi_po_obshchey_fizike_(3-_e_izdanie_2001_447str) (852010), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Сколько тепла выделяется при образовании 1 г 'Не из г т деитерия Н. Какая масса каменного угля с теплотворной способностью 30 кДж/г эквивалентна этому теплу? 5282. Вычислить с помощью табличных значений масс нуклидов энергию на один нуклон, которая выделяется при протекании реакции '1л + ~Н 2 'Не. Сравнить полученную величину с энергией на один нуклон, освобождающейся при делении ядра 5283. Определить энергию реакции ~11 +р -2~Не, если энергии связи на один нуклон в ядрах ~Ы и ~Не равны 5,60 и 7,06 Мэв. 5284. Найти энергию реакции м)ч(а,р) пО, если кинетическая энергия налетающий а-частицы К, =4,0 МэВ и протон, вылетевший под углом Ю =60' к направлению движения а-частицы, имеет энергию К 2,09 МэВ. 5285. Определить с помощью табличных значений масс нуклидов энергию следующих реакций: а) ~И(р,л) Ве; в) 1л(а,я) '~В; б) В (в,т) 'В; г) 'О(4, ) '4)Ч.
5286. Найти с помощью табличных значений масс нуклидов скорости продуктов реакции а'В(а, а) "1а, протекающей в результате взаимодействия очень медленных нейтронов с покоящимися ядрами бора. 5287. Протоны, налетающие на неподвижную литиевую мишень, возбуждают реакцию ~1а(р,и) Ве. При какой кинетической энергии протона возникший нейтрон может оказаться покоящимся? 5288. Альфа-частица с кинетической энергией К = 5,3 МэВ возбуждает реакцию ~Ве(а,л) пС, энергия которой ~') =+5,7 МэВ. Найти кинетическую энергию нейтрона, вылетевшего под прямым углом к направлению движения а-частицы. 5289. Протоны с кинетической энергией К = 1„0 МэВ бомбардируют литиевую мишень, возбуждая реакцию р+~1а -2~Не. Найти кинетическую энергию каждой а-частицы и угол между направлениями их разлета, если разлет произошел симметрично по отношению к направлению налетающих протонов, 5290.
Частица массы и налетает на покоящееся ядро массы М, возбуждая эндоэнергетическую реакцию. Показать, что пороговая (минимальная) кинетическая энергия, при которой эта реакция становится возможной, определяется формулой (5.66). 5291. Какую кинетическую энергию необходимо сообщить протону, чтобы он смог расщепить покоящееся ядро ~Н, энергия связи которого Е =22 МэВ? явв 5.2И. При облучении моноэнергетическим пучком протонов мишеней из лития и бериллия было обнаружено, что реакция т11(р я) тВе-165 МэВ идет, а ~Ве(р я) ~Ве-185 МэВ не идет. Найти возможные значения кинетической энергии протонов.
5293. Для возбуждения реакции (и,а) на покоящихся ядрах пВ пороговая кинетическая энергия нейтронов К 4,0МэВ. Найти энергию этой реакции. 5294. Вычислить пороговые кинетические энергии протонов для реакций (р,я) и (р,д) на ядрах т11. 5295, Найти с помощью табличных значений масс нуклидов пороговую кинетическую энергию а-частицы для возбуждения реакции т11(а,л)'~В. Какова при этом скорость ядра '~В? 5296. Нейтроны с кинетической энергией К = 10 МэВ возбуждают реакцию пС(а,а) ~Ве, порог которой К =6,17 МэВ. Найти кинетическую энергию а-частиц, вылетающих под прямым углом к направлению падающих нейтронов.
5297. На сколько процентов пороговая энергия т-кванта в реакции т + Ч1 - а +р превосходит энергию связи ядра 11, равную Е 2,2 МэВ? 5298. Протон с кинетической энергией К=1Д МзВ захватывается покоившимся ядром г1. Найти энергию возбуждения образовавшегося ядра. 5299. Выход реакции нС(4л) '~Н имеет максимумы при следующих значениях кинетической энергии К, налетающих дейтро но в: 0,60, 0,90, 1,55 н 1,80 МзВ.
Найти с помощью табличных значений масс нуклидов соответствующие энергетические уровни промежуточного ядра, через которые идет эта реакция. 5ЗОО. Узкий пучок тепловых нейтронов ослабляется в л 360 раз при прохождении кадмиевой пластинки, толщина которой 0=0,50 мм. Определить сечение взаимодействия этих нейтронов с ядрами кадмия.
5ЗО1. Во сколько раз уменьшится интенсивность узкого пучка тегиовых нейтронов после прохождения слоя тяжелой воды толщиной Ы = 5,0 см? Сечения взаимодействия ядер дейтерия и кислорода для тепловых нейтронов равны соответственно е, =7,0 б и е =4,2 б. 5302. Узкий пучок тепловых нейтронов проходит через пластинку из железа, для которого сечения поглощения и рассеяния равны а, =2,5 б и а, 11 б. Определить относитель- 266 ную долю нейтронов, выбывших из пучка в результате рассеяния, если толщина пластинки 0=0,50 см. 5303.
Выход ядерной реакции с образованием радиоизотопа можно характеризовать двояко: либо величиной в — отношением числа ядерных реакций к числу бомбардирующих частиц, либо величиной 8 — отношением активности возникшего радноизотопа к числу бомбардировавших частиц. Найти: а) период полураспада радиоизотопа, зная в и 8; б) выход и реакции т11(р,в) ~Ве, если после облучения литиевой мишени пучком протонов (в течение г = 2,0 ч при токе в пучке 1=10 мкА) активность Ве оказалась А =1,35 ° 10а Бк, а его период полураспада Т 53 суг. 5304. Тонкую золотую фолыу из стабильного '~Ам облучают по нормали к поверхности тепловыми нейтронами, плотность потока которых 1 1,0 10'~с 'см '.
Масса фольги в=10 мг. В результате захвата нейтронов возникает б-активный '~Аа, сечение образования которого е 98 б и период полураспада Т 2,7 сут. Найти: а) время облучения, за которое число ядер '~Аа уменьшится на П 10%; б) максимальное число ядер '~Аа, которое может образоваться в процессе длительного облучения. 5305. Тонкую фольгу из некоторого стабильного изотопа облучают тепловыми нейтронами, падающими по нормали к ее поверхности. В результате захвата нейтронов возникает радиоизотоп с постоянной распада 1. Найти закон накопления этого радиоизотопа М(г) в расчете на единицу поверхности фольги.
Плотность потока нейтронов равна Х, число ядер на единицу поверхности фольги я и сечение образования активных ядер е. 530б. Золотую фольгу массы в =0,20 г облучали в течение 6,0 ч потоком тепловых нейтронов, падающим по нормади к ее поверхности. Через т 12 ч после окончания облучения активность фольги оказалась Л 1,9 10' Бк. Найти плотйость патока нейтронов, если сечение образования ядра радиоизотопа е =9б б, а его период полураспада Т=2,7 суг.
5307. Сколько нейтронов будет в 100-м поколении, если процесс деления начинается с Ф = 1000 нейтронов и происходит в среде с коэффициентом размножения 1=1,05? 267 5.7. Элементарные частицы ° Пороговая (минимальная) кинетическая энергия частицы яз, налетающей на покоящуюся частицу М, для возбуждения зндознергетической реакции 2 $ (6$ тщ +...) -(И зи) К з сз (5.7 а) 3 Р 2М где т, М. ж„эгз,... — массы покои соответствующих частиц. ° Квантовые числа, приписываемые элементарным частицам: Π— электрический заряд, ь — лептонный заряд,  — барионный заряд, Т вЂ” изотопическнй спин, Т, — его проекция,  — странность, Я 2(Ц)- В, Т вЂ” гиперзаряд, У В+Я. а Связь лзежду квантовыми числами сильно взаимодействующих частиц: У Взв а=У вЂ” =У+в з 2 й 2 (5,7 б) ° При взаимодействии частиц выполняются законы сохранения О, Ь и В зарядов.
В сильных взаимодействиях выполняются также законы сохранения Я (или У), Т и его проекции Т„. и Квантовые числа кварков; 2вв 5308. Найти число нейтронов, возникающих в единицу времени в урановом реакторе с тепловой мощностью Р 100 МВт, если среднее число нейтронов на каждый акт деления и = 2,5. Считать, что при каждом делении освобождается энергия В =200 МэВ. 5З09. В ядерном реакторе на тепловых нейтронах среднее время жизни одного поколения нейтронов т =0,10 с.
Считая коэффициент размножения В = 1,010, найти; а) во сколько раз увеличится число нейтронов в реакторе, а следовательно, и его мощность за время (-1,0 мин; б) период реактора Т вЂ” время, за которое его мощность увеличится в е раз. Спин каждого кварка равен 1Д. Соответствующие антикварии имеют противо- положные по знаку значения О, и, Т, и е. 5310. Вычислить кинетические энергии протонов, импульсы которых равны 0,10, 1,0 и 10 ГзВ/с, где с — скорость света.
5311. Найти средний путь, проходимый н -мезонами с кинетической энергией, которая в и = 1.2 раза превышает их энергию покоя. Среднее время жизни очень медленных имезонов т =25,5 нс. 5312. Отрицательные и-мезоны с кинетической энергией К = 100 МэВ пролетают от места рождения до распада в среднем расстояние 1= 11 м. Найти собственное время жизни этих мезонов. 5313. Имеется узкий пучок к -мезонов с кинетической энергией К, равной энергии покоя данных частиц, Найти отношение потоков частиц в сечениях пучка, отстоящих друг от друга на 1=20 м. Собственное среднее время жизни этих мезонов то =255 нс.
5314. Остановившийся и'-мезон распался на мюон и нейтрино. Найти кинетическую энергию мюона и энергию нейтрино. 5315. Найти кинетическую энергию нейтрона, возникшего при распаде остановившегося Е -гиперона (Е -и+и ). 5316. Остановившийся положительный мюон распался на позитрон и два нейтрино.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
