核輻射探測學

《核輻射探測學》研究生課程習題與思考題第一套當電子的速度為2.5×108m/s時，它的動能和總能量各為多少MeV？已知32P，14C，238U的半衰期分別為14.26d,5370a,4.468×109a，試求它們的衰變常數(shù)（以s-1為單位）。238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/287.75a,E5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽旊姵氐妮敵龉β蕿?0W時，此電池應裝多少克238Pu？確定下列核反應中的未知粒子x:(a)188O(d,p)x， (b) x(p, )8739Y ， (c) 12352Te(x,d)12453I 。試計算234U和241Am的裂變閾能。第二套1.已知：△（92，238）=47.307MeV；△(92,239)=50.572MeV；△(92,235)=40.916MeV；△(92,236)=42.442MeV；試計算239U,236U最后一個中子的結(jié)合能。計算下面1.0Ci的放射源的原子核數(shù)？（a）18F；(b) 14C；(c) 222Rn；(d) 235U。設(shè)Bb（A,Z），Bb（4He），Bb（A-4，Z-2）分別為母核、α粒子、子核的結(jié)合能，試證明 Q Bb(A-4,Z-2)+Bb(4He)-Bb(A,Z)。能量為6MeV的質(zhì)子投射到靜態(tài)的12C核上，試求質(zhì)心的運動速度，取質(zhì)子的質(zhì)量為1u。設(shè)一個聚變堆的功率為100萬kW，以d+T為燃料，試計算一年要消耗多少氘？這么大功率的電站，若改用煤作燃料，則每年要消耗多少煤（煤的燃料熱約為3.3×107J/kg）？第三套當質(zhì)子在球形核里均勻均勻分布時，原子核的庫侖能為：EC

3e2Z(Z 1)5 4ε0RZ為核電荷數(shù)，R為核半徑，r0取1.5×10-15m。試計算13C和13N核的庫侖能之差。1000cm3海水含有0.4g的K和1.8×10-6g的U。假定后者與其子體達到平衡，3試計算1000cm海水的放射性活度。77，求7Be+e-7Li過程中3.已知M（Be）=7.016929u，M（Li）=7.016004子核7Li和中微子的能量和動量。測量10MeV中子在鉛中的反應截面實驗時，發(fā)現(xiàn)中子在1cm厚的鉛吸收材料中衰減到原來的 84.5%。鉛的原子量是 207.21，密度11.4g/cm3。計算總的反應截面。5.計算下面聚變反應12H13H24He01n產(chǎn)生的能量，并利用上面的結(jié)果，計算一個100兆瓦的電廠一年需要多少氘（2H）和氚(3H)？第四套計算42K原子核每一個核子的平均結(jié)合能？假定活植物體中14C與12C的原子數(shù)之比為：1.2：1012達到，T1/2（14C）=5730a?？脊殴ぷ髡邔⒛彻糯z址中一塊木頭碳化后，測得每克碳的衰變率為3.5dpm，試估算次古代遺址距今多少年？（dpm指每分鐘衰變的原子核數(shù)）238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/287.75a,E5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽旊姵氐妮敵龉β蕿?0W時，此電池應裝多少克238Pu？4.測量10MeV中子在鉛中的反應截面實驗時，發(fā)現(xiàn)中子在1cm厚的鉛吸收材料中衰減到原來的84.5%。鉛的原子量是207.21，密度11.4g/cm3。計算總的反應截面。5.計算下面聚變反應12H13H24He01n產(chǎn)生的能量，并利用上面的結(jié)果，計算一個100兆瓦的電廠一年需要多少氘（2H）和氚(3H)？第五套質(zhì)子、中子和電子的自旋都為1/2，以147N為例證明：原子核不可能由電子和質(zhì)子組成，但可以由質(zhì)子和中子組成。放射性活度分別經(jīng)多少個半衰期以后，可以減少至原來的3%,1%,0.1%,0.01%?238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/2 87.75a,E 5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，當電池的輸出功率?0W時，此電池應裝多少克 238Pu？能量為6MeV的質(zhì)子投射到靜態(tài)的12C核上，試求質(zhì)心的運動速度，取質(zhì)子的質(zhì)量為1u。5.235U俘獲一個熱中子時，分裂成兩個碎片，其質(zhì)量數(shù)分別為96和140。設(shè)兩碎片的總動能為165MeV，試計算每一個碎片的動能和速度。第六套1.T=25℃,P=1.03×105Pa時，S+O→SO2的反應熱Q=296.9kJ/mol，試計算生成1mol的SO2時體系的質(zhì)量虧損。已知226Ra的T1/2=1.6×103a,原子質(zhì)量為226.025u，求1g226Ra（不包含子體）每秒鐘發(fā)射的α粒子數(shù)。3.已知M（7Be）=7.016929u，M（7Li）=7.016004，求7Be+e-7Li過程中子核7Li和中微子的能量和動量。4.測量10MeV中子在鉛中的反應截面實驗時，發(fā)現(xiàn)中子在1cm厚的鉛吸收材料中衰減到原來的 84.5%。鉛的原子量是207.21，密度11.4g/cm3。計算總的反應截面。設(shè)一個聚變堆的功率為100萬kW，以d+T為燃料，試計算一年要消耗多少氘？這么大功率的電站，若改用煤作燃料，則每年要消耗多少煤（煤的燃料熱約為3.3×107J/kg）？第七套1kg的水從0℃升溫至100℃，質(zhì)量增加了多少？經(jīng)過多長時間，在500g純U中累積的Pb可以達到10g?238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/2 87.75a,E 5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，當電池的輸出功率?0W時，此電池應裝多少克 238Pu？自然界硼的密度N=0.1281024atoms/cm3,對能量E=0.025eV的中子俘獲截面 c=764b，散射截面 s=4b。（a）計算0.025eV的宏觀俘獲、散射和總作用截面。（b）0.025eV中子束穿過1mm和1cm厚的硼時分別衰減多少？c）假設(shè)俘獲截面是1/規(guī)律，計算0.0025eV和100eV中子在硼中的宏觀截面。（d）吸收50%的能量為100eV中子束時，需要多厚的硼？5. 地球表面海水總量為 1018噸，海水中氫與氘原子數(shù)之比為 1:1.5×104。每克氘可放出105kW·h聚變能，試計算海水中蘊藏的氘聚變能總能量。第八套利用結(jié)合能半經(jīng)驗公式，計算236U，239U最后一個中子的結(jié)合能。假定活植物體中14C與12C的原子數(shù)之比為：1.2：1012達到，T1/2（14C）=5730a。考古工作者將某古代遺址中一塊木頭碳化后，測得每克碳的衰變率為3.5dpm，試估算次古代遺址距今多少年？（dpm指每分鐘衰變的原子核數(shù)）實驗測得226Ra的α能譜精細結(jié)構(gòu)由Ta14.785MeV(95%)和Ta2 4.602MeV(5%)兩種α粒子組成，試計算如下內(nèi)容并作出 226Ra的衰變綱圖（簡圖）。1）子體222Rn的反沖能；2）226Ra的α衰變能；3）激發(fā)態(tài)222Rn發(fā)射的γ光子的能量。能量為5.3MeV的粒子投射在鈹靶上，引起8Be(,n)12C反應，其反應能為5.702MeV。假定反應前9Be核處于靜止狀態(tài)，試求中子的最大和最小能量。5. 試計算234U 和241Am的裂變閾能。第九套當電子的速度為2.5×108m/s時，它的動能和總能量各為多少MeV？1000cm3海水含有0.4g的K和1.8×10-6g的U。假定后者與其子體達到平衡，3試計算1000cm海水的放射性活度。3.238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/287.75a,E5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，當電池的輸出功率?0W時，此電池應裝多少克238Pu？自然界硼的密度N=0.1281024atoms/cm3,對能量E=0.025eV的中子俘獲截面 c=764b，散射截面 s=4b。（a）計算0.025eV的宏觀俘獲、散射和總作用截面。（b）0.025eV中子束穿過1mm和1cm厚的硼時分別衰減多少？c）假設(shè)俘獲截面是1/規(guī)律，計算0.0025eV和100eV中子在硼中的宏觀截面。（d）吸收50%的能量為100eV中子束時，需要多厚的硼？5.235U俘獲一個熱中子時，分裂成兩個碎片，其質(zhì)量數(shù)分別為 96和140。設(shè)兩碎片的總動能為 165MeV，試計算每一個碎片的動能和速度。第十套計算42K原子核每一個核子的平均結(jié)合能？假定活植物體中14C與12C的原子數(shù)之比為：1.2：1012達到，T1/2（14C）=5730a?？脊殴ぷ髡邔⒛彻糯z址中一塊木頭碳化后，測得每克碳的衰變率為3.5dpm，試估算次古代遺址距今多少年？（dpm指每分鐘衰變的原子核數(shù)）238Pu的重要用途之一為制造核電池。假定238Pu（T1/2 87.75a,E 5.4992MeV）的α衰變能的5%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽旊姵氐妮敵龉β蕿?0W時，此電池應裝多少克 238Pu？快中子照射鋁靶時，可以發(fā)生以下反應27Al n 27Mg p,T9.46m27Al1/2已知鋁靶的面積為25cm2,厚度為1cm，靶面垂直于中子束，鋁靶經(jīng)107cm2s1的快中子束長期照射后，經(jīng)過20.4min，放射性活度為1.13102Ci，試求反應截面。5.地球表面海水總量為1018噸，海水中氫與氘原子數(shù)之比為1:1.5×104。每克氘可放出105kW·h聚變能，試計算海水中蘊藏的氘聚變能總能量。第十一套1.已知：△（92，238）=47.307MeV；△(92,239)=50.572MeV；△(92,235)=40.916MeV；△(92,236)=42.442MeV；試計算239U,236U最后一個中子的結(jié)合能。經(jīng)過多長時間，在500g純U中累積的Pb可以達到10g?實驗測得226Ra的α能譜精細結(jié)構(gòu)由Ta14.785MeV(95%)和Ta2 4.602MeV(5%)兩種α粒子組成，試計算如下內(nèi)容并作出 226Ra的衰變綱圖（簡圖）。（1）子體222Rn的反沖能；（2）226Ra的α衰變能；（3）激發(fā)態(tài)222Rn發(fā)射的γ光子的能量。能量為6MeV的質(zhì)子投射到靜態(tài)的12C核上，試求質(zhì)心的運動速度，取質(zhì)子的質(zhì)量為1u。設(shè)一個聚變堆的功率為100萬kW，以d+T為燃料，試計算一年要消耗多少氘？這么大功率的電站，若改用煤作燃料，則每年要消耗多少煤（煤的燃料熱約為3.3×107J/kg）？第十二套試證明對偶偶核基態(tài)的宇稱總是偶的。1000cm3海水含有0.4g的K和1.8×10-6g的U。假定后者與其子體達到平衡，3試計算1000cm海水的放射性活度。3. 238Pu 的 重 要 用 途 之 一 為 制 造 核 電 池 。 假 定 238Pu（T1/2