Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Методические указания к решению задач. Задача на определение размеров ядра.




 

Задача на определение размеров ядра.

Если допустить, что ядро атома имеет сферическую форму, а состоит оно из нуклонов (протонов и нейтронов), то:

 

,

где: М – массовое число ядра.

Радиусы ядер всех нуклидов сравниваются с радиусом заданного нуклида согласно условия задания и делается самостоятельный вывод.

 

Задача на определение размеров атома.

Если допустить, что атом любого нуклида имеет сферическую форму, то его радиус может быть вычислен по формуле:

 

где: ma – масса атома, вычисляемая по формуле:

.

ρ – природная плотность чистого нуклида в кг/м3 из справочника «Справочник ядерно-физических и радиобиологических констант» П.А. Пономаренко, СНУЯЭиП, Севастополь, 2012.

Радиус атома каждого нуклида сравнивается с радиусом нуклида, указанного в задании, и делается самостоятельный вывод.

 

Задача на определение ЛПЭ и ЛПИ ионизирующих частиц.

ЛПЭ (линейная передача энергии) представляет собой энергию, теряемую частицей при соударениях в среде на единице пути пробега

 

.

 

Эта величина является функцией Е и R и качественно может быть представлена кривой Брэгга.

– средняя линейная передача энергии на всем пути пробега частицы в данной среде постоянна и равна

 

.

 

Следовательно, для определения необходимо определить энергию частицы Е, которая зависит от энергии реакции. Реакция же по условию задачи следующая: радионуклид - альфа-активен и распадается на альфа-частицу и дочерний нуклид . Физическая модель реакции имеет вид:

.

 

По в таблице Д.И. Менделеева идентифицируется химический элемент (дочерний), по его масса в а.е.м.

В условиях задачи mМ, mд и mα заданы. Определим дефект массы в этой реакции:

 

Если в энергию переходит масса в 1 а.е.м. выделяется 932 МэВ энергии. На основе этих данных составим схему превращений:

1 а.е.м. →932 МэВ

Δm →Х

 

В результате реакции (1) выделилась энергия Ереакции. Эта энергия распределилась в кинетическую энергию частиц после реакции α и ХД обратно пропорциональна их массам:

 

или .

 

.

 

.

 

После определения энергии альфа-частиц применим формулы для определения пробега альфа-частиц в воздухе и биоткани (энергия в МэВ):

 

 

Мбт – 15,7

ρбт – 1 г/см3.

После этого определяется

.

 

.

Известно, что на образование 1 пары ионов в воздухе необходимо затратить 34 эВ, а в биоткани 35 эВ.

Оценивается число пар ионов, образованных в воздухе и биоткани альфа-частиц с энергией Еα.

 

 

Теперь можно ответить на последний вопрос задачи:

 

 

 

Задача на определение кратности ослабления гамма излучения защитным экраном.

Ослабление гамма квантов в защитных экранах осуществляется без учета фактора накопления по закону

 

,

 

где: х – толщина защитного экрана, см;

μ – линейный коэффициент ослабления гамма квантов определенной энергии в защитном экране, см-1;

φ(х) – плотность потока гамма квантов после прохождения защитного экрана толщиной х, ;

φ0 – плотность потока гамма квантов перед защитным экраном, .

Кратностью ослабления называется отношение плотности потока перед экраном к плотности потока после прохождения защитного экрана толщиной х см:

 

.

 

μ может быть определено для заданного материала экрана по таблицам Справочника ядерно-физических и радиобиологических констант (стр.52) [2], если известна Еγ. Еγ определяется по гамма-нуклиду, указанному в задании, по таблицам того же справочника (начиная со стр. 39).

 

Задача на определение мощности дозы.

Определить мощность экспозиционной дозы Р в Р/час можно по формуле, связывающей Р с активностью гамма-радионуклида

 

,

 

где: Кγ – гамма-постоянная гамма-радионуклида, ;

А – активность гамма-радионуклида, мКи;

R – расстояние от точечного гамма-радионуклида до заданной в условиях задания точки, см.

Кγ определяется по заданному в задании гамма-радионуклиду, используя таблицы уже указанного справочника (со стр. 39).

 

Задача на определение активности на заданный момент времени.

Активность указанного источника определяется по формуле

 

,

 

где: А(t) – активность источника на любой момент времени t, Бк;

А0 – начальная активность источника, Бк;

– постоянная распада радионуклида, с-1;

 

,

 

Т0,5 – период полураспада источника, с. Определяется из указанного справочника по таблицам (стр. 39, 66);

t – время от t0 до t, с.

 

Задача на определение кратности ослабления нейтронного излучения защитным экраном.

Кратность ослабления пучка нейтронов деления определяется аналогично задания 4 по формулам:

 

 

- кратность ослабления,

где: - плотность потока нейтронов деления после прохождения защитного экрана толщиной х см, ;

- плотность потока нейтронов деления перед защитным экраном, ;

Lред - длина релаксации нейтронов деления, см;

Σвывед – макроскопическое сечение выведения нейтронов деления в защитном экране, см-1.

Обычно ;

В этой формуле:

- микроскопическое сечение выведения нейтронов деления материала защитного экрана, барн.

- микроскопическое сечение поглощения нейтронов, барн;

- микроскопическое сечение рассеяния нейтронов, барн;

N – число ядер или молекул вещества в 1см3 защитного экрана, определяется по формуле Авогадро:

,

где ρ – плотность вещества защитного экрана, ;

Na – число Авогадро = 6,023*1023 г/моль;

М – массовое число вещества защитного экрана, моль-1.

Таким образом:

.

 

.

Используется формула в зависимости от того, какой параметр дан условием задачи σвывед или Lрел, либо какой из параметров доступен в справочной литературе.

 

Задача на определение активности препарата/нуклида по массе.

В задачах такого содержания акцентируется внимание на радионуклид и его массу. По формуле Авогадро определяется число ядер указанного радионуклида

,

где m – масса радионуклида, г.

по таблицам уже указанного справочника (начиная со стр. 66) определяется Т0,5. Далее определяется постоянная распада

 

.

После этого определяется активность указанного в задаче радионуклида

 

.

 

Если этот радионуклид присутствует в таблице (стр.39), то он является и гамма-излучателем, а значит он имеет Кγ – гамма-постоянную, следовательно, воспользовавшись формулой , представляется возможность определить мощность экспозиционной дозы. Для этого необходимо строго следовать указаниям при решении задания 5.

 

Задача на идентификацию дочернего нуклида.

Ядро, испытывающее радиоактивный распад, и ядро, возникающее в результате этого распада, называют соответственно материнским и дочерним ядрами.

Для идентификации дочернего нуклида по заданному материнскому необходимо знать схему протекания радиоактивного распада согласно вида ионизирующих частиц, испускаемых при этом. Для решения задачи используют таблицу 4 справочника. Прочитав пояснения к таблице на стр.65 в таблице находят материнский радионуклид, а далее согласно пояснениям на стр.65.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 413 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Вы никогда не пересечете океан, если не наберетесь мужества потерять берег из виду. © Христофор Колумб
==> читать все изречения...

2282 - | 2104 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.