Задачи для самостоятельного решения. 3.27. Найти выход и оценить среднее сечение реакции (a,n), возбуждаемой a-частицами с энергией 7 МэВ в толстой алюминиевой мишени

3.27. Найти выход и оценить среднее сечение реакции (a,n), возбуждаемой a-частицами с энергией 7 МэВ в толстой алюминиевой мишени, если испускается 1,60·10⁹ нейтронов в секунду. Ток a-частиц равен 1,56·10¹⁴ с^-1.

3.28. Какую кинетическую энергию необходимо сообщить протону, чтобы он смог расщепить покоящееся ядро ²Н, энергия связи которого составляет 2,22 МэВ.

3.29. Определить минимальную кинетическую энергию нейтрона, при которой начинается реакция ²⁷Al (n,p) ²⁷Mg ® b^- + ²⁷Al.

3.30. Для регистрации медленных нейтронов используется реакция ⁶Li(n,a)³H. Найти кинетические энергии a-частицы и ядра отдачи.

3.31. Для регистрации медленных нейтронов используется реакция ¹⁰B(n,a)⁷Li. Найти кинетические энергии продуктов реакции. Учесть, что ядро ⁷Li может рождаться в возбужденном состоянии с энергией возбуждения 0,48 МэВ.

3.32. a-Частицы с энергией 8,8 МэВ бомбардируют ядра азота. Написать уравнение реакции (a,р) и определить энергию протонов, движущихся: а) в направлении падающих a-частиц; б) движущихся перпендикулярно направлению падающих a-частиц.

3.33. Дейтоны с энергией 0,6 МэВ бомбардируют мишень, содержащую дейтерий, в результате чего вылетают нейтроны. Построить в масштабе векторную диаграмму импульсов, если нейтроны вылетают под углом 90º к направлению движения дейтонов, и с ее помощью определить энергию ядер отдачи.

3.34. Определить порог реакции ⁷Li(p,n)⁷Be.

3.35. Полоний-бериллиевый источник нейтронов, в котором происходит реакция ⁹Be(a,n)¹²C, через 410 дней после изготовления испускал 0,5·10⁶ нейтронов в секунду. Определить первоначальное количество полония ²¹⁰Ро, находившегося в смеси с бериллием, если выход реакции (a,n) на бериллии для a-частиц ²¹⁰Ро равен 0,26·10^-4.

3.36. Определить максимально возможный угол, на который может рассеяться дейтон при упругом соударении с первоначально покоящимся протоном.

3.37. При бомбардировке ядер лития протонами с энергией 1 МэВ образуется две α-частицы, которые движутся под одинаковыми углами по отношению к направлению движения протона. Определить скорости движения α-частиц в ЛСК и СЦИ.

3.38. Определить максимально возможный угол, на который может рассеяться a-частица при упругом соударении с первоначально покоившимся ядром трития.

3.39. a-Частица с кинетической энергией Т = 5,3 МэВ возбуждает реакцию ⁹Be(a,n)¹²C, энергия которой Q = 5,7 МэВ. Найти кинетическую энергию нейтрона, вылетевшего под прямым углом к направлению движения a-частицы.

3.40. Определить максимальную и минимальную кинетическую энергию нейтронов в реакции ⁹Ве(α,n)¹²C + 5,7 МэВ, если кинетическая энергия α-частиц равна 5,3 МэВ. Найти максимальный угол вылета ядра ¹²С.

3.41. С помощью реакции ⁷Li(p,n)⁷Be требуется получить нейтроны, покоящиеся в ЛСК. Какова должна быть энергия протонов?

3.42. Найти энергию γ-квантов, необходимую для фоторасщепления дейтона.

3.43. Определить пороговую энергию реакции (γ,n) на ядрах ¹²С. Каковы при этом кинетические энергии нейтрона и дочернего ядра?

3.44. Квант с энергией Е_γ поглощается покоящимся протоном, в результате чего образуется антипротон. Используя закон сохранения электрического и барионного зарядов записать схему процесса и определить пороговую энергию.

3.45. Плутоний-бериллиевый источник нейтронов испускает 2,8•10⁷ нейтронов в секунду. Определить количество плутония, если выход реакции (a,n) на бериллии под действием a-частиц плутония, находящегося в смеси с бериллием, равен 2,6•10^-5.

3.46. Протон с кинетической энергией 1,0 МэВ захватывается дейтоном. Определить энергию возбуждения образовавшегося ядра. Какое это ядро?

3.47. Определить среднее сечение реакции ¹⁴N(α,p)¹⁷O, которая возбуждалась α-частицами с кинетической энергией 7,8 МэВ в воздухе при нормальных условиях, если измеренный выход составлял 2,0·10^-5.

3.48. Какие уровни ядер ¹³¹Хе могут быть возбуждены при неупругом рассеянии нейтронов с кинетической энергией Т_n = 1,0 МэВ, если нижние уровни энергий возбуждения этого ядра имеют величины 13(1/2), 80(11/2), 108(5/2), 635(7/2) кэВ. В скобках указаны спины ядра в соответствующих состояниях. Спин ядра ¹³¹Хе в основном состоянии равен 3/2.

Ответы

3.27. 1,0·10^-5; 4,4·10^-2 барн. 3.28. 3,34 МэВ. 3.29. 4,1 МэВ. 3.30. 2,01 и 2.76 МэВ. 3.31. 1.01 и 1,78 МэВ; 0,84 и 1,48 МэВ. 3.32. 6,98 МэВ; 5,23 МэВ. 3.34. 1.89 МэВ. 3.35. 9·10^-4 г. 3.36. 30º. 3.37. 1,74·10⁸ см/с; 1,80·10⁸ см/с. 3.38. 48,6º. 3.39. 8,5 МэВ. 3.40. 10,70 и 6,60 МэВ; 180º. 3.41. 1,89 МэВ. 3.42. 2,224 МэВ. 3.43. 18,72 МэВ. 3.44. (Е_γ)_пор ≥ 4m_p. 3.45. 9·10^-4 г. 3.46. 6,16 МэВ. 3.47. 0,14 б. 3.48. Все, за исключением уровня 80(11/2).