西南科技大学最新原子核物理及辐射探测学_1-10章答案

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: 由于剩余核质量远大于中微子质量，有，所以中微