《西南科技大学最新原子核物理及辐射探测学_1-10章答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西南科技大学最新原子核物理及辐射探测学_1-10章答案.docx（33页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、西南科技大学原子核物理与辐射探测学110 章课后习题答案第一章习题答案1-1当电子得速度为时，它得动能与总能量各为多少？答：总能量；动能1-2 、将粒子得速度加速至光速得、 5 时, 粒子得质量为多少?答：粒子得静止质量粒子得质量14得水从升高到，质量增加了多少?答：得水从升高到需做功为.1-5已知：试计算 9，U- 6 最后一个中子得结合能。答 : 最后一个中子得结合能B,M,m M,c 2.uc 2.MeVn 92 23992 238n92 2390 51264 7748Bn 92,236M 92,235mnM 92,236c20.007027uc 26.5455MeV也可用书中得质量剩余
2、:Bn 92,23992 ,238n92 ,23947.3078.07150.5724.806MeVBn 92 ,23692,235n92,23640.9168.07142.4426.545MeV其差别就是由于数据得新旧与给出得精度不同而引起得。-6 当质子在球形核里均匀分布时，原子核得库仑能为RZZeEc04）(53 - Z 为核电荷数 ,R 为核半径， 0 取 m1105、1- 。试计算 1与 N1核得库仑能之差.答：查表带入公式得=2、935Me18 利用结合能半经验公式， 计算最后一个中子得结合能, 并与 5 式得结果进行比较。答: B Z, A aV A aS A2 3A2aC Z
3、2 A 1 3asymZ A 1BP2最后一个中子得结合能ZM 1,1AZ1 mnmnZM 1,1AZ mnc2B Z .A1B Z , A对，代入结合能半经验公式，得到B 92,23615.83523618.332362 30.714922236 1 3=15、 35*236 、 33 38、 1892-0 、 714*92 2 0、1 18、 0 76231+1、 0、065=1794、 5 MeB 92,23515.83523518.332352 30.71492 2235 1 3=15、835*235 1、 33 38、 13 0、714*8 64 0、 620 9、 80 65、 *
4、235 - =1 8、 40 MeVS n（ 2,236)=1 4、 577187、401=6、76MeV对 , ，B 92,23915.83523918.332392 30.71492 2239 1 3=15、85*239-18 、3* 、5122-0 、714 8464*、 161 2、 80 76、35 31=1、 23MeVB 92,23815.83523818.332382 30.71492 2238 1 3=15、852381、33*38 、4 47 0、714*8464、 164-92 、 0 2 238-1 +11、2*0 、064= 85、8608MeVS n( 2,239
5、）=11、 2 105、 68=、5124MeV-9 利用结合能半经验公式计算核得质量，并把计算值与下列实验值相比较，说明质量公式得应用范围。； ;；答：所求得核得质量应为相应得原子质量，已知为。原子核结合能得半经验公式：A2B Z ,A aV A aS A2 3aC Z 2 A 1 3asymZ A 1BP MeV2其中 aV15.835MeV ,aS18.330MeV ,aC0.714MeV ,asym92.80MeV;由结合能进而求核质量与：,对: ，为奇奇核，B 29,6415.8356418.33642 30.71429264 1 3M 29,64m 29,6429me63.9178
6、35295.584810 4对：，为奇核 ,( 计算过程从略）。对：，为偶偶核，。对：，为偶偶核，.说明适用范围就是很广得，尤其对中、重核符合很好。但对很轻得核及某些 N或 Z 为幻数得核，实验值与计算值差别较大。1 11 质子、中子与电子得自旋都为 , 以为例证明原子核不可能由电子质子组成，但可以由质子中子组成 .由核素表可查得：得核自旋，服从玻色统计；若由电子 - 质子组成，则原子核由个质子与个电子组成。由于质子与电子都就是费米子 , 则质量数为电荷数为得原子核有个费米子。如果为偶数，则为偶数，于就是该核为玻色子 ; 如果为奇数，则为奇数，于就是该核为费米子；对核，该核由质子与个电子组成
7、, 应为费米子 , 服从费米统计，与实验不符.而由质子 - 中子组成 , 则由个中子与个质子组成， 总核子数为偶数，其合成可以就是整数 , 服从玻色统计。第二章原子核得放射性、 1 经多少半衰期以后，放射性核素得活度可以减少至原来得3%， %,、 5%,0、01?答：分别为、 6； 、 6;10 、； 13、3.2、 已知 P3214U238 得半衰期分别为，, 求其衰变常数。（以为单位）答：； ;2、3 放射性核素平均寿命得含义就是什么？已知求。答：平均寿命为样品所有核得平均寿命经过时间，剩下得核数目约为原来得37、2、4 由衰变曲线求。应该用方格纸或半对数坐标纸，最好用后者, 得到： 7
8、人体内含 18得与 0、2%得 K。已知天然条件下 14C 与12得原子数之比为 1、 :1 ,14C 得 1/2=5730y,40K 得天然丰度为 0、0118， T1/ =、 261 9y。求体重为 5kg 得人体得总放射性活度 .答：据活度定义为A（） = （ t)由于放射性核素处于平衡状态，不随时间变化141440、3A CN C + k N =810 B 8 已知按下式衰变 :（稳定）试计算纯放置多常时间，其放射性活度刚好与得相等。答 : 由给定数据；2-1 海水含有与。 假定后者与其子体达平衡， 试计算海水得放射性活度。答：其中就是独立存在得放射性，其中得丰度，半衰期为。而则包括系
9、 ( 即锕铀系 ) 与系（即铀系）且处于平衡。可知得丰度为，得丰度为 .放射性 :A 40 KN10 90.6932460600.4 6.023 10 231.17 10 41.2636539.102系得放射性 : 对与得分支比过程不影响活度得计算, 按经过次衰变 , 由于处于长期平衡, ，为得放射性 , 所以5110.6931.8 1066.02310 237.20 103A U 系108365243600238.037.04系得放射性 : 对与得分支比过程不影响活度得计算， 按经过次衰变，由于处于长期平衡， ，为得放射性 , 所以8140.6931.8 1066.0231023A U 系1
10、09365243600238.030.9934.47总放射性、第三章习题答案3、1 实验测得得能谱精细结构由与两种粒子组成，试计算答： 1) 、子体核得反冲能2）、得衰变能3) 、激发态发射得光子得能量、 2比较下列核衰变过程得衰变能与库仑位垒高度：； ；。答：由公式，衰变能：库仑位垒高度：对 : 其中为粒子，为子核；对：，EB6861.610 19263.45MeV ; ；8.8510121.410 152221 3121 34对：,EB8861.610 19280.76MeV 。8.8510121.410 152181 3161 343 3 Pu238 得重要用途之一就是制造核电池。假定（
11、 a75、8721=，MeVE492、5=）衰变能得 5%转换为电能，当电池得输出功率为 W时， 此电池应装多少 Pu 238？ 5 设 Bb（A，Z) ， Bb（ 4He）, B b(A-4 ，Z2) 分别为母核、粒子、子核得结合能，试证Q = Bb（A4，Z-2 ）+ B （4He） Bb（A，Z） - 已知求 1) 粒子得最大能量 ;2) 在电子俘获衰变中中微子得最大能量。答： 1）粒子得最大能量E63.92976663.927967uc22m c2MeVe0.654max2 ）在电子俘获衰变中中微子得最大能量（一般忽略电子得结合能 ) 7 求反应中剩余核与中微子得动能与动量.答: 由于
12、剩余核质量远大于中微子质量，有，所以中微子动能 :中微子动量： P T c0.862 10 61.602 10 194.60 10 22 kg m s3.010 8反冲核动能PR2P2E020.862 2: TR2mR2mR c 256.83eV2mR2 7.0160 931.4940第四章习题答案4- 、确定下列核反应中得未知粒子：答 : （），；（ b) ，; ( ) ，.4、利用下列数据, 求核反应得值。答：4-4 、求下列核反应得阈能:答 :, ;。, ； ., ； . 6、能量为得粒子投射到铍靶上 , 引起反应，其反应能为。假设靶核处于静止状态，试求中子得最大与最小能量。答：由方程可
13、得不同角度下出射粒子能量，如公式（4 2 19）：1 21 22Aa Ab EaABAaAa Ab cos2ABEbcosEaQAb ABABAbAB AbABAb在方括号前一般取正号。 至于负号得物理意义， 见讲义 p125,图4B 5。当时 , 出射粒子向前，出射粒子能量最高，当时，出射粒子向后, 出射粒子能量最低，4测量 10MV 中子在铅中得反应截面实验，发现中子在1m 厚得铅吸收材料中衰减到原来得 84、 5 . 铅得原子量就是07、 21，密度、 cm。计算总得反应截面 .48 快中子照射铝靶时，可以发生以下反应 7Al+n 27 g+p - 7l已知铝靶得面积为 5cm2, 厚为
14、cm， 靶面垂直于中了束。铝靶经 07c s 1 得快中子束长期照射后，经过 0、4m n,放射性活度为1、1310 i ，试求反应截面。49 自然界硼得密度就是0、12104at m , 对能量0、025e得中子捕获截面c 764b, 散射截面 ss= b。 (a ） 计算 0、025得宏观捕获、散射与总作用截面 . (b) 、5eV中子束穿过 m与 1cm厚得硼时衰减多少？ (c) 假设捕获截面就是 v1 规律 , 计算、 025eV 与 100eV 中子在硼中得宏观截面 . (d) 吸收 50%能量为 00eV 中子束，需要多厚得硼？411 试计算核俘获动能为得质子所形成得核得激发能。核参数如下：1,213.156MeV ,2,314.931MeV ,1,17.289 MeV 。答：复合核得激发能由入射粒子得相对运动动能与入射粒子与靶核得结合能得到 ,E *BaAAAT1,21,12,321 6.18MeVAaAA21第五章第六章第七章第八章