Элементы дозиметрии ионизирующих излучений

 

301

Точечный радиоактивный источник  находится в центре свинцового сферического контейнера с толщиной стенок  и наружным радиусом . Определить максимальную активность  источника, который можно хранить в контейнере, если допустимая плотность потока -фотонов при выходе из контейнера равна . Принять, что при каждом акте распада ядра  испускается -фотона, средняя энергия которых . 1 20      

302

То же 1,5 15      

303

То же 2 30      

304

То же 0,5 15      

305

То же 2,5 25      

306

Космическое излучение на уровне моря на экваторе образует в воздухе объемом  в среднем  пары ионов за время . Определить экспозиционную дозу , получаемую человеком за время год(а). 1        

307

То же 2        

308

То же 3        

309

То же 4        

310

То же 2,5        

311

Определить для бетона толщину слоя половинного ослабления  узкого пучка -излучения с энергией фотонов .          

312

То же          

313

То же          

314

То же          

315

То же          

316

Интенсивность  узкого пучка -излучения после прохождения через слой свинца толщиной  уменьшилась в  раз. Определить энергию  гамма-фотонов и толщину  слоя половинного ослабления. 4 8      

317

То же 2 4      

318

То же 8 16      

319

То же 10 20      

320

То же 12,5 25      

321

Через свинец проходит узкий пучок -излучения. При каком значении энергии  гамма-фотонов толщина  слоя половинного ослабления будет максимальной? Определить максимальную толщину  слоя половинного ослабления для свинца.          

322

То же          

323

То же          

324

То же          

325

То же          

326

Какая доля  всех молекул воздуха при нормальных условиях ионизируется рентгеновским излучением при экспозиционной дозе ?          

327

То же          

328

То же          

329

То же          

330

То же          

331

Воздух при нормальных условиях облучается -излучением. Определить энергию , поглощаемую воздухом массой  при экспозиционной дозе излучения . 5        

332

То же 3        

333

То же 4        

334

То же 1        

335

То же 2        

336

Под действием космических лучей в воздухе объемом  на уровне моря образуется в среднем 0 пар ионов за промежуток времени  мин. Определить экспозиционную дозу  излучения, действию которого подвергается человек за время  сут. 1        

337

То же 2        

338

То же 3        

339

То же 4        

340

То же 5        

341

Эффективная вместимость  ионизационной камеры карманного дозиметра равна , электроемкость . Камера содержит воздух при нормальных условиях. Дозиметр был заряжен до потенциала . Под действием излучения потенциал понизился до . Определить экспозиционную дозу  излучения.          

342

То же          

343

То же          

344

То же          

345

То же          

346

На расстоянии  от точечного источника -излучения мощность экспозиционной дозы . На каком наименьшем расстоянии  от источника экспозиционная доза излучения  за рабочий день продолжительностью  не превысит предельно допустимую ? Поглощением -излучения в воздухе пренебречь.   10 6      

347

То же 15 8      

348

То же 20 10      

349

То же 5 12      

350

То же 25 6      

Дефект масс и энергия связи

351

Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи - частицы.          

352

То же          

353

То же          

354

То же          

355

То же          

356

Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра          

357

То же          

358

То же          

359

То же          

360

То же          

361

Радиоактивное ядро, состоящее из 88 протонов и 138 нейтронов, выбросило - частицу. Какое ядро образовалось в результате - распада? Определить дефект массы и энергию связи образовавшегося ядра.     4    

362

То же     3    

363

То же     2    

364

То же     5    

365

То же     1    

366

Какую наименьшую энергию E нужно затратить, чтобы оторвать один нейтрон от ядра азота ?          

367

То же          

368

То же          

369

То же          

370

То же          

371

Определить удельную энергию связи изотопа кислорода . (масса нейтрона , масса атома водорода , масса атома кислорода ). .          

372

То же          

373

То же          

374

То же          

375

То же          

376

Радиоактивное ядро, состоящее из 88 протонов и 138 нейтронов, выбросило  - частицу. Какое ядро образовалось в результате - распада? Определить дефект массы и энергию связи образовавшегося ядра.          

377

То же          

378

То же          

379

То же          

380

То же          

381

Энергия связи ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна . Определить массу  нейтрального атома, имеющего это ядро.          

382

То же          

383

То же          

384

То же          

385

То же          

386

Вычислить дефект массы, энергию связи ядра атома и его удельную энергию связи для элемента .          

387

То же          

388

То же          

389

То же          

390

То же          

391

Рассчитать энергию связи нуклонов в ядре изотопа урана-238. ; ;          

392

То же          

393

То же          

394

То же          

395

То же          

396

Какую наименьшую энергию связи  нужно затратить, чтобы разделить ядро  на две одинаковые части?          

397

То же          

398

То же          

399

То же          

400

То же          

Ядерные реакции

 

401

Известно, что в углеродно-азотном, или углеродном, цикле число ядер углерода остается неизменным. В результате этого цикла четыре ядра водорода  (протона) превращаются в ядро гелия , а также образуются три - ванта, два позитрона и два нейтрино. Записав эту реакцию, определите выделяющуюся в этом процессе энергию.          

402

То же          

403

То же          

404

То же          

405

То же          

406

Какому количеству энергии соответствует сжигание в ядерном реакторе А грамма урана 235. Какое количество условного топлива с теплотворной способностью 3 Мдж на килограмм выделяет такую же энергию. 1        

407

То же 2        

408

То же 3        

409

То же 4        

410

То же 5        

411

Определите, во сколько раз увеличится число нейтронов в цепной ядерной реакции за время , если среднее время жизни   одного поколения составляет , а коэффициент размножения нейтронов . 10        

412

То же 20        

413

То же 30        

414

То же 15        

415

То же 25        

416

Определить на примере реакции синтеза ядер дейтерия энергию, выделяемую на один нуклон. Сравнить ее с аналогичной величиной для реакции деления ядра урана 235. Записать уравнение реакции, оценить температуру ее протекания.          

417

То же          

418

То же          

419

То же          

420

То же          

421

Определить энергию, выделяющуюся в результате реакции . Массы атомов магния и натрия, соответственно равны  и          

422

То же          

423

То же          

424

То же          

425

То же          

426

Оценить выход энергии в реакции делении ядра урана 235 в котором на нуклон приходится энергия связи 7,6 Мэв, образования остатков бария 139 и криптона 94 для которых энергия связи на нуклон равна 8,7 Мэв, считать что около 10 Мэв уносится нейтронами и гамма-излучением. Определить энергию на один нуклон освобождающуюся при этой реакции, записать уравнение реакции.          

427

То же          

428

То же          

429

То же          

430

То же          

431

Определить энергию , которая выделится при образовании из протонов и нейтронов ядер гелия  массой . 1        

432

То же 2        

433

То же 3        

434

То же 4        

435

То же 5        

436

Оценить на примере реакции синтеза  энергию, выделяемую на один нуклон. Масса атомов дейтерия , гелия            

437

То же          

438

То же          

439

То же          

440

То же          

441

Ядро  захватило тепловой нейтрон. В результате деления составного ядра образовалось  нейтрона и два радиоактивных осколка, которые превратились в стабильные ядра  и неодима . Сколько энергии выделится при делении ядра  тепловыми нейтронами? Ответ дать в .          

442

То же          

443

То же          

444

То же          

445

То же          

446

Определить энергию, которая выделится при делении . Какое количество нефти необходимо сжечь для получения такого же количества тепла? Теплотворная способность нефти равна . Ответ дать в , ). 1        

447

То же 2        

448

То же 1,5        

449

То же 0,5        

450

То же 2,5        

Элементарные частицы

451

При столкновении нейтрона и антинейтрона происходит их аннигиляция, в результате чего возникают два - кванта, а энергия частиц переходит в энергию - квантов. Определите энергию каждого из возникших - квантов, принимая, что кинетическая энергия нейтрона и антинейтрона до их столкновения пренебрежимо мала.          

452

То же          

453

То же          

454

То же          

455

То же          

456

При бомбардировке изотопа лития протонами образуются две   -частицы. Энергия каждой   -частицы в момент их образования равна . Какова энергия бомбардирующих протонов?          

457

То же          

458

То же          

459

То же          

460

То же          

461

- мезон распадается в состоянии покоя на два - кванта. Принимая массу покоя пиона равной , определите энергию каждого из возникших - квантов.          

462

То же          

463

То же          

464

То же          

465

То же          

466

Известно, что распад нейтрального короткоживущего каона происходит по схеме ^-. Принимая, что до момента распада каон покоился и его масса покоя составляет , определите массу покоя образовавшихся заряженных -мезонов, если известно, что масса каждого образовавшегося пиона в  раза больше его массы покоя.          

467

То же          

468

То же          

469

То же          

470

То же          

471

Свободное покоившееся ядро иридия  с энергией возбуждения   перешло в основное состояние, испустив   - квант. Определите изменение энергии   - кванта, возникающее в результате отдачи ядра.            

472

То же          

473

То же          

474

То же          

475

То же          

476

Фотон с энергией  в поле тяжелого ядра превратился в пару электрон-позитрон. Принимая, что кинетическая энергия частиц одинакова, определить кинетическую энергию  каждой частицы. 3        

477

То же 2        

478

То же 1        

479

То же 4        

480

То же 5        

481

Электрон и позитрон, имевшие одинаковые кинетические энергии, равные , при соударении превратились в два одинаковых фотона. Определить энергию  фотона и соответствующую ему длину волны . 0,24        

482

То же 0,5        

483

То же 0,8        

484

То же 1        

485

То же 0,1        

486

Какую часть первоначальной скорости будет составлять скорость нейтрона после упругого центрального столкновения с неподвижным ядром изотопа ?          

487

То же          

488

То же          

489

То же          

490

То же          

491

Нейтрон, обладающий энергией  в результате столкновений с протонами замедляется. Сколько столкновений он должен испытать, чтобы его энергия уменьшилась до ? Нейтрон отклоняется при каждом столкновении в среднем на угол . 4,6 0,23      

492

То же 1,8 0,09      

493

То же 2,5 0,125      

494

То же 5,6 0,28      

495

То же 3,8 0,19      

496

Найти наибольшую скорость позитрона, который рождается при радиоактивном распаде свободного покоящегося антинейтрона.          

497

То же          

498

То же          

499

То же          

500

То же                          

 

9.2. Тестовые материалы для самопроверки

(для студентов всех направлений подготовки и специальностей всех форм подготовки)

 

 

Механика

Кинематика. Основные кинематические характеристики криволинейного движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением

 

1) Координата х материальной точки зависит от времени по закону

2) Х=2t³. Найдите её скорость в момент времени 2 секунды.

3) Координата х материальной точки зависит от времени по закону Х=3t² Найдите её скорость в момент времени 2 секунды.

4) Координата х материальной точки зависит от времени по закону Х=2t Найдите её скорость в момент времени 2 секунды.

5) Координата х материальной точки зависит от времени по закону Х=t⁴ Найдите её скорость в момент времени 1 секунда.

6) Координата х материальной точки зависит от времени по закону Х=0.5t³ Найдите её скорость в момент времени 1 секунда.

7) Модуль скорости меняется по закону v = 3t²+1. Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 1 секунда.

8) Модуль скорости меняется по закону v = 3t². Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 1 секунда.

9) Модуль скорости меняется по закону v = 3t-2. Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 2 секунды.

10) Модуль скорости меняется по закону v = t²+4. Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 1 секунда.

11) Модуль скорости меняется по закону v =1+ t³. Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 1 секунда.

12) Модуль скорости меняется по закону v = 2t². Чему равно тангенциальное ускорение в момент времени 1 секунда.

13) Напишите формулу выражающую связь между угловой скоростью и нормальным ускорением.

14) Проекции вектора ускорения на оси ортонормированной координатной системы равны 3 м\с² и 4 м\с², найдите модуль ускорения.

15) Нормальное и тангенциальное ускорения равны 3 м\с² и 4 м\с² соответственно, найдите модуль ускорения.

16) Напишите формулу выражающую связь между полным, нормальным и тангенциальным ускорениями.

Динамика. Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Масса, импульс, сила. Уравнение движения материальной точки. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Закон всемирного тяготения. Силы сопротивления

1) Какие системы отсчёта называются инерциальными?

2) Какая физическая величина является мерой инертности тел?

3) Сформулируйте 2 закон Ньютона.

4) Напишите формулу выражающую связь между ускорением и равнодействующей всех сил, действующих на материальную точку.

5) Напишите формулу для вычисления силы всемирного тяготения.

6) Напишите формулу для вычисления силы сухого трения.

7) Коэффициент трения это (продолжите предложение)

8) Сформулируйте 3 закон Ньютона.

9) Верно ли утверждение, что закон сохранения импульса не выполняется в присутствии диссипативных сил?

10) Верно ли утверждение, что закон сохранения импульса выполняется в присутствии диссипативных сил?

11) Напишите формулу для вычисления работы силы.

12) Под действием силы 1 Н тело движется со скоростью2 м\с. Чему равна мощность силы?

13) Напишите формулу для вычисления первой космической скорости.

14) Напишите формулу для вычисления ускорения свободного падения вблизи земли.

15) Что называют центром масс?

16) Сформулируйте закон сохранения импульса

17) Назовите свойства центра масс.