Ćwiczenia 1-2
Fizyka jądrowa
Zad. 1. Spoczywający pozyton anihiluje z elektronem o energii 10 eV. Obliczyć kąt pomiędzy kierunkami emisji kwantów anihilacyjnych.
Zad. 2. Z jaką prędkością porusza się elektron o energii całkowitej 10 GeV ?
Zad. 3. Obliczyć prędkość cząstki, której energia całkowita jest 2 razy większa od energii spoczynkowej.
Zad. 4. Wyliczyć energię elektrostatyczną jądra 235U traktowanego jako jednorodnie naładowana kula. Jak zmieni się ta energia po rozpadzie 235U na dwa jądra 116Pd (z emisją 3 neutronów).
Zad. 5. Określić wiek węgla drzewnego znalezionego w śladach ogniska, jeżeli wiadomo, że próbka tego węgla wykazuje promieniotwórczość związaną z zawartością izotopu 14C wykazuje aktywność właściwą równą 12.5 rozpadów/min.g. Aktywność węgla ze współcześnie żyjących drzew wynosi średnio 15.3 rozpadów/min.g. Przedyskutować dokładność wyniku w zależności od ilości zarejestrowanych rozpadów.
Zad. 5. Określić czas połowicznego rozpadu 210Bi jeżeli wiadomo, że 1 gram tego izotopu Bi wyemitował 4.58*1015 cząstek w ciągu 1 s. (Znaleźć schemat rozpadu 210Bi).
Zad. 6. Rozpad sukcesywny. Izotop X rozpada się ze stałą λ1 rozpadu do izotopu Y, który następnie rozpada się ze stałą rozpadu λ2 do stabilnego izotopu Z. Wyznaczyć zależność czasową aktywności próbki, która w t=0 zawierała wyłącznie No jąder izotopu X.
Zad. 7. Moment magnetyczny cząstek, związany ze spinem można klasycznie interpretować jako wynik wirowania naładowanej cząstki. Obliczyć, w ramach tego modelu, prędkość liniową powierzchni protonu. Rozmiary protonu i wartość jego momentu magnetycznego należy odnaleźć w tablicach.
Zad. 8. Oszacować elektryczny moment kwadrupolowy cząstki alfa przyjmując, że nukleony znajdują się w narożach kwadratu. Porównać z danymi doświadczalnymi - zastanowić się nad przyczyną rozbieżności.
Zad. 9. Oszacować dzienne zużycie 235U w elektrowniach jądrowych potrzebne do zapewnienia całego zapotrzebowania Polski na energię elektryczną (30GW). Przyjąć 30% sprawność elektrowni jądrowej.
Zad. 10. Niech w reakcji łańcuchowej czas dzielący kolejne generacje neutronów wynosi 1 ms. Wyznaczyć czasową zależność wydzielanej mocy przy współczynniku rozmnożenia k=1.01. Za energię wydzieloną w jednym rozszczepieniu przyjąć 200 MeV.