Расскажи друзьям!

Ядерные реакции

 

22.21. При бомбардировке изотопа лития 63Li дейтонами (ядрами дейтерия 21H) образуются две α-частицы. При этом выделяется энергия Q = 22,ЗМэВ. Зная массы дейтона d и α-частицы, найти массу m изотопа лития 63Li.


22.22. Источником энергии солнечного излучения является энергия образования гелия из водорода по следующей циклической реакции: 126С + 11H = 137N = 136C + 0+1e, 136C + 11Н = 147N, 147N + 11H = 158O = 157N + 0-1e, 137N + 11H = 126С + 42Не. Какая масса m1 водорода в единицу времени должна превращаться в гелий? Солнечная постоянная K = 1,37 кВт/м2. Принимая, что масса водорода составляет 35% массы Солнца, подсчитать, на какое время t хватит запаса водорода, если излучение Солнца считать постоянным.


22.23. Реакция разложения дейтона γ-лучами: 21H + hv = 11H + 10n. Найти массу m нейтрона, если известно, что энергия γ-квантов W1 = 2,66МэВ, а энергия вылетающих протонов, измеренная по производимой ими ионизации, оказалась равной W2 = 0,22 МэВ. Энергию нейтрона считать равной энергии протона. Массы дейтона и протона считать известными.

22.24. Написать недостающие обозначения в реакциях:

22.25. Выход реакции образования радиоактивных изотопов можно охарактеризовать либо числом k1 — отношением числа

происшедших актов ядерного превращения к числу бомбардирующих частиц, либо числом k2 [Бк] — отношением активности полученного продукта к числу единиц, бомбардирующих мишень. Как связаны между собой величины k1 и k2 ?


22.26. При бомбардировке 73Li протонами образуется радиоактивный изотоп бериллия 74Ве с периодом полураспада T1/2 = 4,67 • 106 с. Найти выход реакции k1 (см. задачу 22.25), если известно, что бомбардирующие протоны общим зарядом q = 1 мкА*ч вызывают активность полученного препарата q = 6,51 -106Бк.

22.27. В результате ядерной реакции 5626Fe(p,n) образуется радиоактивный изотоп кобальта 5627Со с периодом полураспада T1/2 = 80 сут. Найти выход реакции (см. задачу 22.25), если известно, что бомбардирующие протоны общим зарядом q = 20мкА*ч вызывают активность полученного препарата α = 5,2 107Бк.

22.28. Источником нейтронов является трубка, содержащая порошок бериллия 94Ве и газообразный радон. При реакции α-частиц радона с бериллием возникают нейтроны. Написать реакцию получения нейтронов. Найти массу m радона, введенного в источник при его изготовлении, если известно, что этот источник дает через время t = 5сут после его изготовления число нейтронов в единицу времени a2 = 1,2 * 106 с-1. Выход реакции k1 = 1/4000, т.е. только одна α-частица из n = 4000 вызывает реакцию.

22.29. Источником нейтронов является трубка, описанная в задаче 22.28. Какое число нейтронов а2 в единицу времени создают α-частицы, излучаемые радоном с активностью a1 = 3,7*1010 Бк, попадая на порошок бериллия? Выход реакции k1 = 1/4000.

22.30. Реакция образования радиоактивного изотопа углерода 116С имеет вид 105B(d, n), где d-дейтон (ядро дейтерия 21Н). Период полураспада изотопа 116С T1/2 = 20мин. Какая энергия Q выделится при этой реакции? Найти выход реакции k2, если k1 = 10-8 (см. задачу 22.25).

22.31. В реакции 147N(α,p) кинетическая энергия α-частицы W1 = 7,7 МэВ. Под каким утлом φ к направлению движения α-частицы вылетает протон, если известно, что его кинетическая энергия W2 = 8,5 МэВ?


22.32. При бомбардировке изотопа лития 63Li дейтонами образуются две α-частицы, разлетающиеся симметрично под углом φ к направлению скорости бомбардирующих дейтонов. Какую кинетическую энергию W2 имеют образующиеся α-частицы, если известно, что энергия бомбардирующих дейтонов w1 = 0,2 МэВ? Найти угол φ.

22.33. Изотоп гелия 32Не получается бомбардировкой ядер трития 31Н протонами. Написать уравнение реакции. Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Найти порог реакции, т. е. минимальную кинетическую энергию бомбардирующей частицы, при которой происходит эта реакция. Указание: учесть, что при пороговом значении кинетической энергии бомбардирующей частицы относительная скорость частиц, возникающих в реакции, равна нулю.


22.34. Найти порог W ядерной реакции 147N(a,p).


22.35. Найти порог W ядерной реакции 73Li(p,n).

22.36. Искусственный изотоп азота 137N получается бомбардировкой ядер углерода 126С дейтонами. Написать уравнение реакции. Найти количество теплоты Q, поглощенное при этой реакции, и порог W этой реакции. Какова суммарная кинетическая энергия W' продуктов этой реакции при пороговом значении кинетической энергии дейтонов? Ядра углерода считать неподвижными.

22.37. Реакция 105B(п,а) идет при бомбардировке бора нейтронами, скорость которых очень мала (тепловые нейтроны). Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Пренебрегая скоростями нейтронов, найти скорость v и кинетическую энергию W α-частицы. Ядра бора считать неподвижными.

22.38. При бомбардировке изотопа лития 73Li протонами образуются две α-частицы. Энергия каждой α-частицы в момент их образования W2 =9,15 МэВ. Какова энергия W1 бомбардирующих протонов?

22.39. Найти наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления реакции разложения дейтона γ-лучами

22.40. Найти наименьшую энергию γ-кванта, достаточную для осуществления реакции 2412Mg(y,n).