Задачи на тему Ядерные реакции

Предмет Физика
Из пособия Решебник Волькенштейн

22.1 Найти число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов магния 24 12 Mg; 25 12 Mg; 26 12 Mg
РЕШЕНИЕ

22.2 Найти энергию связи ядра изотопа лития 7 3Li
РЕШЕНИЕ

22.3 Найти энергию связи ядра атома гелия 4 2He.
РЕШЕНИЕ

22.4 Найти энергию связи ядра атома алюминия 27 13 Al
РЕШЕНИЕ

22.5 Найти энергию связи ядер 3 1H; 3 2He. Какое из них более устойчиво
РЕШЕНИЕ

22.6 Найти энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода 16 8O
РЕШЕНИЕ

22.7 Найти энергию связи ядра дейтерия 2 1H
РЕШЕНИЕ

22.8 Найти энергию связи W0, приходящуюся на один нуклон в ядрах 7 3Li; 14 7N; 27 13Al ; 40 20Ca; 63 29Cu; 113 48Cd; 200 80Hg; 238 92U. Построить зависимость W0 = f (A), где A - массовое число.
РЕШЕНИЕ

22.9 Найти энергию, выделяющуюся при реакции 7 3Li+1 1H -> 4 2He+2 2He
РЕШЕНИЕ

22.10 Найти энергию, поглощенную при реакции 14 7N + 4 2He -> 1 1H + 17 8O
РЕШЕНИЕ

22.11 Найти энергию, выделяющуюся при реакциях 2 1H + 2 1H -> 1 1H + 3 1H ;2 1H + 2 1H -> 1 1H +1 0n
РЕШЕНИЕ

22.12 Найти энергию Q, выделяющуюся при реакциях 2 1H + 3 1He -> 1 1H + 4 2He ; 6 3Li + 2 1H -> 4 2He + 4 2He ; 6 3Li + 1 1H -> 3 2He + 4 2He.
РЕШЕНИЕ

22.13 Какую массу воды можно нагреть от 0° С до кипения, если использовать все тепло, выделяющееся при реакции 7 3Li(p, α), при полном разложении массы m = 1 г лития
РЕШЕНИЕ

22.14 Написать недостающие обозначения в реакциях 27 13Al(n, α )x; 19 9F(p,x)16 8O; 55 25Mn(x,n)55 26Fe; 27 13Al(α,p)x; 14 7N(n,x)14 6C; x(p, α)22 11Na
РЕШЕНИЕ

22.15 Найти энергию, выделяющуюся при реакции 7 3Li + 2 1H -> 8 4Be + 1 0n
РЕШЕНИЕ

22.16 Найти энергию, выделяющуюся при реакции 9 4Be + 2 1H -> 10 5Be + 1 0n
РЕШЕНИЕ

22.17 При бомбардировке изотопа азота 14 7N нейтронами получается изотоп углерода 14 6C, который оказывается бета-активным. Написать уравнения обеих реакций.
РЕШЕНИЕ

22.18 При бомбардировке изотопа алюминия 27 13Al альфа -частицами получается радиоактивный изотоп фосфора 30 15P, который затем распадается с выделением позитрона. Написать уравнения обеих реакций. Найти удельную активность изотопа 30 15P, если его период полураспада T1/2 = 130 c
РЕШЕНИЕ

22.19 При бомбардировке изотопа 23 11Na дейтонами образуется бета-радиоактивный изотоп 24 11Na. Счетчик β-частиц установлен вблизи препарата, содержащего радиоактивный 24 11Na. При первом измерении счетчик дал 170 отбросов за 1 мин, а через сутки - 56 отбросов за 1 мин. Написать уравнения обеих реакций. Найти период полураспада изотопа 24 11Na.
РЕШЕНИЕ

22.20 Какая энергия выделится, если при реакции 27 13Al + 4 2He -> 30 14Si + 1 1H подвергаются превращению все ядра, находящиеся в массе m= 1 г алюминия? Какую энергию надо затратить, чтобы осуществить это превращение, если известно, что при бомбардировке ядра алюминия α-частицами с энергией W =8 МэВ только одна альфа-частица из n = 2·10^6 вызывает превращение
РЕШЕНИЕ

22.21 При бомбардировке изотопа лития 6 3Li дейтонами (ядрами дейтерия 2 1H) образуются две альфа-частицы. При этом выделяется энергия Q = 22,3 МэВ. Зная массы дейтона и α-частицы, найти массу изотопа лития 6 3Li
РЕШЕНИЕ

22.22 Источником энергии солнечного излучения является энергия образования гелия из водорода по следующей циклической реакции... 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 хватит запаса водорода, если излучение Солнца считать постоянным.
РЕШЕНИЕ

22.23 Реакция разложения дейтона гамма-лучами... Найти массу нейтрона, если энергия γ-квантов W1 = 2,66 МэВ, 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.
РЕШЕНИЕ

22.24 Написать недостающие обозначения в реакциях 27 13Al(γ ,x)26 12Mg ; 27 13Al(γ ,n)x ; 63 29Cu(γ ,x) 62 29Cu ; x(γ ,n) 181 74W
РЕШЕНИЕ

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
РЕШЕНИЕ

22.26 При бомбардировке 7 3Li протонами образуется радиоактивный изотоп бериллия 7 4Be с периодом полураспада T1/2 = 4,67·10^6 c. Найти выход реакции k1, если бомбардирующие протоны общим зарядом q = 1 мкА·ч вызывают активность полученного препарата a = 6,51·10^6 Бк.
РЕШЕНИЕ

22.27 В результате ядерной реакции 56 26Fe(p,n) образуется радиоактивный изотоп кобальта 56 27Co с периодом полураспада T1/2 = 80 сут. Найти выход реакции k1, если бомбардирующие протоны общим зарядом q = 20 мкА·ч вызывают активность полученного препарата a = 5,2·107 Бк
РЕШЕНИЕ

22.28 Источником нейтронов является трубка, содержащая порошок бериллия 9 4Be и газообразный радон. При реакции альфа-частиц радона с бериллием возникают нейтроны. Написать реакцию получения нейтронов. Найти массу радона, введенного в источник при его изготовлении, если этот источник дает через время t = 5 сут после его изготовления число нейтронов в единицу времени a2 = 1,2·10^6 с-1. Выход реакции k1 = 1/4000, т.е. только одна α-частица из n = 4000 вызывает реакцию.
РЕШЕНИЕ

22.29 Источником нейтронов является трубка, описанная в задаче 22.28. Какое число нейтронов в единицу времени создают альфа-частицы, излучаемые радоном с активностью a1 = 3,7·10^10 Бк, попадая на порошок бериллия? Выход реакции k1 = 1/4000
РЕШЕНИЕ

22.30 Реакция образования радиоактивного изотопа углерода 11 6C имеет вид 10 5B(d,n), где d-дейтон (ядро дейтерия 2 1H). Период полураспада изотопа 11 6C T1/2 = 20 мин. Какая энергия выделится при этой реакции? Найти выход реакции k2, если k1 = 10-8
РЕШЕНИЕ

22.31 В реакции 14 7N(a,p) кинетическая энергия альфа -частицы W1 = 7,7 МэВ. Под каким утлом к направлению движения α-частицы вылетает протон, если его кинетическая энергия W2 = 8,5 МэВ
РЕШЕНИЕ

22.32 При бомбардировке изотопа лития 6 3Li дейтонами образуются две альфа-частицы, разлетающиеся симметрично под углом φ к направлению скорости бомбардирующих дейтонов. Какую кинетическую энергию W2 имеют образующиеся a-частицы, если энергия бомбардирующих дейтонов W1 = 0,2 МэВ? Найти угол φ
РЕШЕНИЕ

22.33 Изотоп гелия 3 2He получается бомбардировкой ядер трития 3 1H протонами. Написать уравнение реакции. Какая энергия Q выделяется при этой реакции? Найти порог реакции, т. е. минимальную кинетическую энергию бомбардирующей частицы, при которой она происходит.
РЕШЕНИЕ

22.34 Найти порог ядерной реакции 14 7N(a ,p)
РЕШЕНИЕ

22.35 Найти порог ядерной реакции 7 3Li(p,n)
РЕШЕНИЕ

22.36 Искусственный изотоп азота 13 7N получается бомбардировкой ядер углерода 12 6C дейтонами. Написать уравнение реакции. Найти количество теплоты, поглощенное при этой реакции, и ее порог. Какова суммарная кинетическая энергия продуктов реакции при пороговом значении кинетической энергии дейтонов? Ядра углерода считать неподвижными.
РЕШЕНИЕ

22.37 Реакция 10 5 B (n, a) идет при бомбардировке бора нейтронами, скорость которых очень мала (тепловые нейтроны). Какая энергия выделяется при этой реакции? Пренебрегая скоростями нейтронов, найти скорость и кинетическую энергию альфа-частицы. Ядра бора считать неподвижными.
РЕШЕНИЕ

22.38 При бомбардировке изотопа лития 7 3Li протонами образуются две альфа-частицы. Энергия каждой из них в момент их образования W2 = 9,15 МэВ. Какова энергия бомбардирующих протонов
РЕШЕНИЕ

22.39 Найти наименьшую энергию гамма-кванта, достаточную для осуществления реакции разложения дейтона γ-лучами 2 1H + hv -> 1 1H + 1 0n
РЕШЕНИЕ

22.40 Найти наименьшую энергию гамма-кванта, достаточную для осуществления реакции 24 12Mg(γ ,n)
РЕШЕНИЕ

22.41 Какую энергию в киловатт-часах можно получить от деления массы m = 1 г урана 235 92U, если при каждом акте распада выделяется энергия Q = 200 МэВ
РЕШЕНИЕ

22.42 Какая масса урана 235 92U расходуется за время t = 1 сут на атомной электростанции мощностью P = 5000 кВт? Кпд принять равным 17%. Считать, что при каждом акте распада выделяется энергия Q = 200 МэВ.
РЕШЕНИЕ

22.43 При взрыве водородной бомбы протекает термоядерная реакция образования гелия из дейтерия и трития. Написать уравнение реакции. Найти энергию, выделяющуюся при этой реакции. Какую энергию можно получить при образовании массы m = 1 г гелия
РЕШЕНИЕ