Л.Н. ПУСТЫНСКИЙ

Примеры и задачи по ядерной физике

Учебное пособие по курсу

«Ядерная и нейтронная физика»

Обнинск, 2010

Аннотация

Пособие предназначено в первую очередь для студентов заочной формы обучения и дистанционного обучения, изучающих ядерную физику в большой степени самостоятельно. Основная цель пособия – перейти от качественного описательного изложения материала к количественному, привить навыки и сообщить приемы решения задач, которые неизбежно будут возникать в процессе последующей практической деятельности. Предлагаемые задачи охватывают курс ядерной физики в объеме, определяемым программами учебных планов всех тех специальностей и специализаций Обнинского института атомной энергетики, которые изучают ядерную физику. Пособие необходимо при выполнении индивидуальных домашних заданий студентами тех специальностей и специализаций, для которых по учебному плану не предусмотрены практические занятия, а также может быть полезным для начинающих преподавателей. Большая часть условий задач, решение которых разобрано в пособии, заимствована из: И.Е. Иродов. Сборник задач по атомной и ядерной физике. Изд. 6-е, перераб. и доп. Учебное пособие для вузов. М., Атомиздат, 1976. Часть условий задач отредактирована. Задачи для самостоятельного решения составлены в основном автором. Выражаю признательность проф. А.И. Абрамову, проф. О.Т. Грудзевичу, проф. Б.В. Журавлеву и проф. В.И. Куштану внимательно прочитавших рукопись и сделавших много полезных замечаний, которые были учтены в окончательной редакции. Любые замечания, поступившие от пользователей, будут рассмотрены и учтены с благодарностью.

Темплан 2010, поз 27

© Л.Н. Пустынский, 2010

© ИАТЭ НИЯУ МИФИ

Список обозначений

A– массовое число (число нуклонов в ядре)

A_r(A,Z) – атомная масса – масса нуклида, выраженная в атомных единицах массы ( а.е.м.)

А– активность

a– удельная активность

а.е.м. – атомная единица массы

В_c– кулоновский барьер ядра

В_ц– центробежный барьер ядра

С– концентрация

Е– полная энергия.

Е_возб – энергия возбуждения ядра

Е_γ– энергия γ-квантов

е –электрон

е –элементарный электрический заряд

F – полный механический момент (спин) атома

I – механический момент (спин) ядра

J – механический момент (спин) электронной оболочки атома

М(A,Z) – масса ядра

М_ат(A,Z) – масса нуклида

M– масса вещества

m– масса частицы

m_α– массаα-частицы

m_е– масса электрона или позитрона

m_n– масса нейтрона

m_р– масса протона

N– число нейтронов в ядре

n – нейтрон

n– концентрация частиц

Р– мощность, четность состояния

р – протон

p– импульс

q– электрический заряд

Q– энергия распада или реакции, квадрупольный момент

R– радиус, пробег частицы

S– площадь

S_α– энергия отделения (связи) α-частицы

S_n– энергия отделения (связи) нейтрона

S_р– энергия отделения (связи) протона

Т– кинетическая энергия, изотопический спин

Т_1/2 – период полураспада

V– потенциальная энергия

W– вероятность

ΔW(A,Z) – энергия связи ядра

Z– порядковый номер элемента, число протонов в ядре

Δ(A,Z) – избыток массы нуклида

– удельная (средняя на нуклон) энергия связи ядра

η– относительная величина, доля, эффективность регистрации

– де-бройлевская длина волны

μ₁₂– приведенная масса частицm₁иm₂

ν – число реакций в единице объема вещества в единицу времени

– среднее число вторичных нейтронов на один акт деления

ρ – плотность вещества

ρ_э– плотность электрического заряда

σ – микроскопическое сечение взаимодействия

Σ – макроскопическое сечение взаимодействия

Ф – плотность потока частиц

Υ – выход ядерной реакции