Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова 'Сборник задач по курсу физики c решениями' (935848), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Запишите возможные реакции. 237 237 О О— 921' 9 9311Р + -1е 1 Оке ' 139 139 139 139 о 54Хе-9 ыСз -9 5ОВО 9 571.а. 239 239 о 9311р 9 94рц + -1е. Решение ино Ответ ле = 8,12 10ы мэв. н()4 — 1) 412 Т ,откуда Ж= Лв е1" '3"г, о (,5б8,) С~69~ .ф1 При энергии нейтронов -"10 МэВ становится возможной на ядр, урана () ядерная реакция типа ( и, 2л ), в результате чего обра- 2ЗВ зуется искусственно-радиоактивное ядро, испытывающее р - распад. Запи- пзите эту реакцию. Отввт гзв() + 1 2371) + эг о" — 3 ш +о" Ядро урана, П, захватывая быстрый нейгрон, превращается в 234 радиоактивный изотоп урана, который претерпевает )) -распад, и превращается в трансурановый элемент, который в свою очередь также претерпевает 7) -распад, в результате чего образуется плутоний.
Запишите все эти процессы в виде ядерной реакции. Ответ гзв()+ 1л 9 239() 239(О + 92 О 92 9 93 Р +-1Е Определите кинетическую энергию Е и скорость с теплового ней- трона при температуре окружающей среды, равной 17 'С. ОтВЕт Е=6 10 Дж; в=2,68 кмис. Ъ)4."» Ядро урана 2~~1), захватывая тепловой нейтрои, делится на изотопы стронция и ксенона с массовыми числами 95 и 139, второй нз которых, являясь радиоактивным, претерпевает три )З - распада. Запишите реакцшо деленги, а также цепочку,3 - распадов. Ответ '92П +О1л -9 1534Хе+ звбг +2,1л, При захвате теплового нейтрона ядром урана 29~() обр" зуются два осколка деления и два нейтрона, Определите порядковый номер У и массовое число А одного из осколков, если другим осколком являетса ЯлРо стРог и 348 95 Объясните, почему деление ядер должно сопровождаться выде- лением большого количества энергии.
Определите энергию (в электрон-вольтах). которую можно получить при расщеплении1 г урана " (), если при расщеплении каж- 235 дого ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° $ ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° 1 ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° Скорость нарастания цеинайреакции где Фо — число нейтронов в начальный момент времени; л7 — число нейтро- нов в момент времени 1; Т вЂ” среднее время жизни одного поколения; й — коэф- фициенг размножения нейтронов.
ОИЫс4ИФ т = 45 с. ОИЫЕгИ т=316 г. ОИИЖШ н = 1,5б 10 ~ с '. (570,2 Определите суточный расход чистого — „н гзз 1З ура а - атомнон элекгт, если энергия Е. ростанцией тепловой мощностью Р = 300 МВ, выделяющаяся прн одном акте деления„составляет 200 МзВ. О пределите, во сколько раз увеличится число нейтронов в цепной ядерной реакции за время г = 1О с, если среднее время жизни Т одного поизления составляет 80 м 80 мс, а коэффициент размножения нейтронов й = 1,002 .
Объясните, какой характер носит цепная ре реакция деления, если коэффициентразмножения: 1) к>1; 2) 1=1; 3) к<1, В ядерном реакторе на тепловых нейтронах среднее время жизни Т одного поколения нейтронов составляет 90 мс, Принимая коэффициент размножения нейтронов /с = 1,002, определите период т реактора, т.е. время, в течение которого поток ~силовых нейтронов в реакторе возрастает в е раз. Определите число нейтронов, возникающих за 1 с в ядерном реакторе тепловой мощностью Р = 200 МВт, если известно, что при одном акте деления выделяется энергия Е = 200 МэВ, а среднее число нейтронов на один акт деления составляет 2,5, Объясните особенности реактора-разм нож нтеля н запишите ядерные реакции, за счет которых может в них идти процесс воспроизводства ядерного горючего.
В водородной бомбе вместо реакции, Н + ~Н 4 2Не+ сл исг пользуется реакция,Н+,Н 4 2Не+ л. Объясните почему. 2 3 4 Объясните, почему реакция синтеза атомных ядер — образование из легких ядер более тяжелых — является колоссальныга источником энергии, Объясните, почему для протекания термоядерной реакции необ- ходима очень высокая температура. Ответ „~+ ое-~о'г,+о'г,.
Дано Ответ „-+, „+ „ гл, =1,673б 10 ш н, =бб4 1О гл, =9,11 10 кг 1=ш=с 1 — ~ — ! 'го Ответ 1=19,й мезонов. Ответ д' — ~,е+ ог + ог,, о- — о о- о и — з д + оул, Н +-1е+ ока + о1 л. о о- о д — э,е+ огк + ого <,'.йз> 7.2. Элементы физики элементарных частиц 7 ~й'ь Известно, что в углеродно-азотном, или углеродном, цикле число * ядер углерода остается неизменным.
В результате этого цикла четыре ядра водорода,'Н (протона) превращаются в ядро гелия , "Не, а также образу ются три у -кванта, два позизрона и два нейтрино. Записав эту реакцию определиге выделяющуюся в этом процессе энергию. Дайте определение и объясните происхождение первичного и вто- ричного космического излучения. 'Р " . Объясните происхождение мягкого и жесткого компонентов вторичного космического излучения. Представьте схематически и объясните происхождение электрон- но-познтронно-фотонного, или каскадного, ливня Запишите схемы распада положительного и отрицательного мюо- нов.
При соударении высокоэнергетического положительного мюона н электрона образуются два нейтрино. Запишите эту реакцию н объясните, какой тип нейтрино образуется. При захваге протоном отрицательного мюона образуется нейтрон лу и еще одна час гица. Запишите эту реакцию и определите, ч ю это за частица. Принимая, что энергия релятивистских мюоиов в космическом излучении составляет 3 ГэВ, определите расстояние, проходимое мюонами за время их жизни, если собственное время жизни мюона го = 2,2 мкс, а энергия покоя Ео =100 МэВ. Известно, что продукты распада заряженных пионов испытывают дальнейшийраспад. Запишите цепочку реакцийдля л - и л- Ответ л~ — > д'+ сок„, д — э се+ оогк + огл Ответ е, = 67,7 м в.
О>пвпп 'л -> ~у+ ее+ о„ Отвегп . = 2?з,1т,. Решение Дано Е=2е„с, 2 сл+ ал — ь2у т„=1,675 1О ~ кг е е =— 2' Е = е„сз. е — ? У Отвеюп е=247,5 м в. Опявееп е = 942 мэв, < 574> е л - мезон распадается в состоянии покоя на два у - кванта. Принимая массу покоя пиона равной 264,1т,, определите энергюо каждого из возникших у -квантов. Известно, что распад нейтрального короткоживущего каона происходит по схеме К, -+ л + л .
Принимая, что до момента распада каон покоился и его масса покоя составляет 974т,, определите массу покоя образовавшихся заряженных л - мезонов, если известно, что масса каждого образовавшегося пиона в 1,733 раза больше его массы покоя. К - мезон распадается (в состоянии покоя) на два пиона. П ипи- Р мая массу покоя каона равной 966,2 т, и пренебрегая разностью масс заряженного и нейтрального пионов, определите энергию каждого из возникших пионов.
Назовите и охарактеризуйте четыре типа фундаментальных взаимодеиствий, а также сравните радиусы их лействия. Какое из взаимодействий является универсазьным. Что называется изотопическнм мультиплетом и изотопическим олином? Возможно ли вынужденное излучение, если фотоны были бы фер- мионами? Дайте объяснение. Объясните, в чем заключается принцип зарядового сопряжения. Запишите продукты распада антииейтрона. При столкновении нейтрона и антинейтрона происходит их аннигиляция, в результате чего возникают два У - кванта, а энергия частиц переходит в энергию у - квантов. Определите энергию каждого из возникших у - квантов, принимая, что кинетическая энергия нейтрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала.
Перечислите основные свойства нейтрино и антинейтрино и объясните, чем оии отличаются по современным представлени- ям друг от друга. 2) к+оп — э р+ д; 3) к+ р э оп+ „ое. Ответ Ответ !) ао. + оп -э ру ь ое' 2) ок„+ол — э р+ д . о о- ~ ! о 3) оке+ р-э ол+ „е. Ответ Барионное число В: мезоны: В = О; барионы: В = 1 . 2)К вЂ” ьд - Р„; !О)=(+1)+(-1) разрешен„ 3) л' -~ л' ч е + е ' 10) е(-1)+1+1)+(-1) запрещен; 4) К' -+ е' -о л~ + о,; !0) =( — !)+(0).>(+1) разрешен.
(577к! (,576) Выбрав из четырех типов нейтрино ! о„р„о„, |у„) правильное„ напишите недостающие обозначения (к) в каждой из приведенных реакций: !) к+ ол-> р+ ~~е; Назовите элементарную частицу, обладающую наименьшей мас- сой покоя. Чему равен электрический заряд этой частицы? Элементарным частицам приписывают квантово-механическую величину — четность. Что она характеризует? В чем заключается закон сохранения четности и при каких взаимодействиях он выполняется? Объясните, какая характеристика элементарных частиц положена в основу деления адронов на мезоны и барионы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
