Nuklearne reakcije (problemi). Nuklearne reakcije (problemi) Sljedeća nuklearna reakcija dogodila se 18 8. o

Odjeljci: Fizika

Klasa: 11

Ciljevi lekcije: upoznati učenike s nuklearnim reakcijama, s procesima promjene atomskih jezgri, pretvorbom jednih jezgri u druge pod utjecajem mikročestica. Naglasite da se nipošto ne radi o kemijskim reakcijama međusobnog povezivanja i odvajanja atoma elemenata, koje zahvaćaju samo elektroničke ljuske, već o restrukturiranju jezgri kao sustava nukleona, pretvaranju jednih kemijskih elemenata u druge.

Lekciju prati prezentacija od 21 slajda (Dodatak).

Tijekom nastave

Ponavljanje

1. Kakav je sastav atomskih jezgri?

JEZGRA (atomska)- ovo je pozitivno nabijeni središnji dio atoma, u kojem je koncentrirano 99,96% njegove mase. Polumjer jezgre je ~10–15 m, što je približno sto tisuća puta manje od polumjera cijelog atoma, određenog veličinom njegove elektronske ljuske.

Atomska jezgra sastoji se od protona i neutrona. Njihov ukupan broj u jezgri označen je slovom A a naziva se maseni broj. Broj protona u jezgri Z određuje električni naboj jezgre i podudara se s atomskim brojem elementa u periodnom sustavu elemenata D.I. Mendeljejev. Broj neutrona u jezgri može se definirati kao razlika između masenog broja jezgre i broja protona u njoj. Maseni broj je broj nukleona u jezgri.

2. Kako objasniti stabilnost atomskih jezgri?

NUKLEARNE SILE je mjera međudjelovanja nukleona u atomskoj jezgri. Upravo te sile drže slično nabijene protone u jezgri, sprječavajući ih da se rasprše pod utjecajem električnih odbojnih sila.

3. Navedite svojstva nuklearnih sila.

Nuklearne sile imaju niz specifičnih svojstava:

4. Kolika je energija vezanja jezgre?

ENERGIJA VEZANJA ATOMSKE JEZGRE je minimalna energija potrebna da se jezgra potpuno razdvoji na pojedinačne nukleone. Razlika između zbroja masa nukleona (protona i neutrona) i mase jezgre koja se od njih sastoji, pomnožena s kvadratom brzine svjetlosti u vakuumu, energija je vezanja nukleona u jezgri. Energija vezanja po nukleonu naziva se specifična energija vezanja.

5. Zašto masa jezgre nije jednaka zbroju masa protona i neutrona koji su u njoj uključeni?

Kada se jezgra formira iz nukleona, energija jezgre se smanjuje, što je popraćeno smanjenjem mase, tj. masa jezgre mora biti manja od zbroja masa pojedinačnih nukleona koji tvore ovu jezgru.

6. Što je radioaktivnost?

Učenje novog gradiva.

NUKLEARNA REAKCIJA je proces međudjelovanja atomske jezgre s drugom jezgrom ili elementarnom česticom, praćen promjenom sastava i strukture A (a, b) B ili A + a → B + b.

Koje su sličnosti i razlike između nuklearnih reakcija i radioaktivnog raspada?

Zajednička značajka nuklearna reakcija i radioaktivni raspad je transformacija jedne atomske jezgre u drugu.

Ali radioaktivni raspad događa se spontano, bez vanjskog utjecaja, i nuklearna reakcija nazvao utjecaj bombardirajuća čestica.

Vrste nuklearnih reakcija:

• kroz fazu stvaranja složene jezgre;
• izravna nuklearna reakcija (energija veća od 10 MeV);
• pod utjecajem raznih čestica: protona, neutrona, ...;
• nuklearna sinteza;
• nuklearna fizija;
• uz apsorpciju i oslobađanje energije.

Prvu nuklearnu reakciju izveo je E. Rutherford 1919. u pokusima otkrivanja protona u produktima nuklearnog raspada. Rutherford je bombardirao atome dušika alfa česticama. Kada su se čestice sudarile, došlo je do nuklearne reakcije koja se odvijala prema sljedećoj shemi:
14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H

Uvjeti za nuklearne reakcije

Za izvođenje nuklearne reakcije pod utjecajem pozitivno nabijene čestice potrebno je da čestica ima kinetičku energiju dovoljnu da svlada djelovanje Coulombovih sila odbijanja. Nenabijene čestice, poput neutrona, mogu prodrijeti u atomske jezgre s proizvoljno niskom kinetičkom energijom. Nuklearne reakcije mogu se dogoditi kada se atomi bombardiraju brzo nabijenim česticama (protoni, neutroni, α-čestice, ioni).

Prva reakcija bombardiranja atoma brzim nabijenim česticama izvedena je pomoću visokoenergetskih protona proizvedenih u akceleratoru 1932. godine:
7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He

No, za praktičnu upotrebu najzanimljivije su reakcije koje se događaju tijekom interakcije jezgri s neutronima. Budući da neutroni nemaju naboj, lako mogu prodrijeti u atomske jezgre i izazvati njihove transformacije. Izvanredni talijanski fizičar E. Fermi prvi je proučavao reakcije izazvane neutronima. Otkrio je da nuklearne transformacije uzrokuju ne samo brzi, već i spori neutroni koji se kreću toplinskim brzinama.

Izvesti nuklearnu reakciju pod utjecajem pozitivno nabijenčestice su neophodne za čestica je imala kinetičku energiju, dovoljno za svladavanje djelovanja Coulombovih sila odbijanja. Nenabijene čestice, poput neutrona, mogu prodrijeti u atomske jezgre s proizvoljno niskom kinetičkom energijom.

Akceleratori nabijenih čestica(poruka učenika)

Da bi proniknuo u tajne mikrokozmosa, čovjek je izumio mikroskop. S vremenom je postalo jasno da su mogućnosti optičkih mikroskopa vrlo ograničene - ne dopuštaju "gledanje" u dubine atoma. U ove svrhe, pokazalo se da su prikladnije ne svjetlosne zrake, već zrake nabijenih čestica. Tako je u poznatim eksperimentima E. Rutherforda korišten tok α-čestica koje emitiraju radioaktivni lijekovi. Međutim, prirodni izvori čestica (radioaktivne tvari) proizvode zrake vrlo niskog intenziteta, energija čestica je relativno niska, a osim toga ti su izvori nekontrolirani. Stoga se pojavio problem stvaranja umjetnih izvora ubrzanih nabijenih čestica. To uključuje, posebice, elektronske mikroskope, koji koriste snopove elektrona s energijama reda veličine 10 5 eV.

Početkom 30-ih godina 20. stoljeća pojavili su se prvi akceleratori nabijenih čestica. U tim instalacijama nabijene čestice (elektroni ili protoni), krećući se u vakuumu pod utjecajem električnog i magnetskog polja, dobivaju veliku zalihu energije (ubrzavaju se). Što je veća energija čestice, to je njena valna duljina kraća, pa su takve čestice pogodnije za “sondiranje” mikroobjekata. Istodobno, kako se energija čestice povećava, povećava se broj međupretvorbi čestica uzrokovanih njome, što dovodi do rađanja novih elementarnih čestica. Treba imati na umu da prodor u svijet atoma i elementarnih čestica nije jeftin. Što je veća konačna energija ubrzanih čestica, akceleratori su složeniji i veći; njihove veličine mogu doseći nekoliko kilometara. Postojeći akceleratori omogućuju proizvodnju snopova nabijenih čestica s energijama od nekoliko MeV do stotina GeV. Intenzitet snopova čestica doseže 10 15 – 10 16 čestica u sekundi; u ovom slučaju, snop se može fokusirati na metu s površinom od samo nekoliko četvornih milimetara. Kao ubrzane čestice najčešće se koriste protoni i elektroni.

Najjači i najskuplji akceleratori izgrađeni su u čisto znanstvene svrhe - za dobivanje i proučavanje novih čestica, za proučavanje međusobne pretvorbe čestica. Akceleratori relativno niske energije imaju široku primjenu u medicini i tehnologiji - za liječenje oboljelih od raka, za proizvodnju radioaktivnih izotopa, za poboljšanje svojstava polimernih materijala i za mnoge druge svrhe.

Raznolikost postojećih tipova akceleratora može se podijeliti u četiri skupine: izravni akceleratori, linearni akceleratori, ciklički akceleratori, akceleratori sudarajućeg snopa.

Gdje se nalaze akceleratori? U Dubna(Združeni institut za nuklearna istraživanja) pod vodstvom V.I.Vekslera izgrađen je 1957. sinhrofazotron. U Serpuhov– sinhrofazotron, duljina njegove prstenaste vakuumske komore koja se nalazi u magnetskom polju je 1,5 km; energija protona 76 GeV. U Novosibirsk(Institut za nuklearnu fiziku), pod vodstvom G.I. Budkera, pušteni su u rad akceleratori koji koriste snopove elektrona i pozitrona (700 MeV i 7 GeV). U Europa (CERN, Švicarska – Francuska) akceleratori rade sa sudarajućim snopovima protona od 30 GeV i s proton-antiprotonskim snopovima od 270 GeV. Trenutno je tijekom izgradnje Velikog hadronskog sudarača (LHC) na granici Švicarske i Francuske završena ključna faza građevinskih radova - ugradnja supravodljivih magneta akceleratora čestica.

Sudarač se gradi u tunelu promjera 26.650 metara na dubini od stotinjak metara. Prvi probni sudari u sudaraču planirani su za izvođenje u studenom 2007., ali kvar jednog od magneta koji se dogodio tijekom probnog rada dovest će do određenog kašnjenja u rasporedu puštanja u pogon instalacije. Large Hadron Collider dizajniran je za traženje i proučavanje elementarnih čestica. Nakon lansiranja, LHC će biti najmoćniji akcelerator čestica na svijetu, nadmašujući svoje najbliže konkurente za gotovo red veličine. Izgradnja znanstvenog kompleksa Large Hadron Collider traje više od 15 godina. U ovaj posao uključeno je više od 10 tisuća ljudi iz 500 znanstvenih centara diljem svijeta.

Nuklearne reakcije popraćene su transformacijama energije. Izlaz energije nuklearna reakcija naziva se veličina:
Q = (M A+ M B – M C – M D) c 2 = Δ Mc 2 gdje M A i M B – mase početnih proizvoda, M C i M D – mase konačnih produkata reakcije. Vrijednost Δ M nazvao defekt mase. Nuklearne reakcije mogu se dogoditi s oslobađanjem ( Q> 0) ili s apsorpcijom energije ( Q < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |Q|, koji se zove prag reakcije.

Da bi nuklearna reakcija imala pozitivan izlaz energije, specifična energija vezanja nukleona u jezgrama početnih proizvoda mora biti manja od specifične energije vezanja nukleona u jezgrama konačnih proizvoda. To znači da vrijednost Δ M mora biti pozitivan.

Mehanizam nuklearnih reakcija

Dvije faze nuklearne reakcije:

• apsorpcija čestice od strane jezgre i stvaranje pobuđene jezgre. Energija se raspoređuje na sve nukleone jezgre; svaki od njih ima energiju manju od specifične energije vezanja i ne mogu prodrijeti u jezgru. Nukleoni međusobno izmjenjuju energiju, a jedan od njih ili skupina nukleona može koncentrirati energiju dovoljnu da svlada sile nuklearnog vezanja i oslobodi se iz jezgre.
• Emisija čestice iz jezgre događa se slično isparavanju molekule s površine kapljice tekućine. Vremenski interval od trenutka apsorpcije primarne čestice od strane jezgre do trenutka emisije sekundarne čestice je približno 10 -12 s.

Zakoni očuvanja nuklearnih reakcija

Tijekom nuklearnih reakcija nekoliko zakoni očuvanja: impuls, energija, kutni moment, naboj. Osim ovih klasičnih zakona, u nuklearnim reakcijama vrijedi i zakon održanja tzv barionski naboj(tj. broj nukleona - protona i neutrona). Također vrijedi i niz drugih zakona očuvanja specifičnih za nuklearnu fiziku i fiziku čestica.

1. Što je nuklearna reakcija?
2. Koja je razlika između nuklearne reakcije i kemijske reakcije?
3. Zašto se formirane jezgre helija razlijeću u suprotnim smjerovima?
   7 3 Li + 1 1 H → 4 2 He + 4 2 He
4. Je li reakcija emisije α čestice nuklearna reakcija?
5. Dovršite nuklearne reakcije:
   • 9 4 Be + 1 1 H → 10 5 B + ?
   • 14 7 N + ? → 14 6 C + 1 1 str
   • 14 7 N + 4 2 He → ? + 1 1 H
   • 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 P + ? (1934. Irene Curie i Frederic Joliot-Curie dobili su radioaktivni izotop fosfora)
   • ? + 4 2 He → 30 14 Si + 1 1 str
6. Odredite izlaznu energiju nuklearne reakcije.
   14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + 1 1 H
   Masa atoma dušika je 14,003074 amu, atoma kisika je 16,999133 amu, atoma helija je 4,002603 amu, atoma vodika je 1,007825 amu.

Samostalni rad

opcija 1

1.

1. aluminij (27 13 Al) hvata neutron i emitira alfa česticu;
2. dušik (14 7 N) bombardiraju α čestice i emitiraju proton.

2.

1. 35 17 Cl + 1 0 n → 1 1 p +
2. 13 6 C + 1 1 p →
3. 7 3 Li + 1 1 p → 2
4. 10 5 B + 4 2 He → 1 0 n +
5. 24 12 Mg + 4 2 He → 27 14 Si +
6. 56 26 Fe + 1 0 n → 56 25 Mn +

Odgovori: a) 13 7 N; b) 1 1 p; c) 1 0 n; d) 147 N; e) 4 2 He; e) 35 16 S

3.

1. 7 3 Li + 1 0 n → 4 2 He + 13H;
2. 9 4 Be + 4 2 He → 1 0 n + 13 6 C.

opcija 2

1. Napišite jednadžbe za sljedeće nuklearne reakcije:

1. fosfor (31 15 R) hvata neutron i emitira proton;
2. aluminij (27 13 Al) je bombardiran protonima i emitira α česticu.

2. Dovršite jednadžbu nuklearne reakcije:

1. 18 8 O + 1 1 p → 1 0 n +
2. 11 5 B + 4 2 He → 1 0 n +
3. 14 7 N + 4 2 He → 17 8 O +
4. 12 6 C + 1 0 n → 9 4 Be +
5. 27 13 Al + 4 2 He → 30 15 R +
6. 24 11 Na → 24 12 Mg + 0 -1 e +

Odgovori: a) 4 2 He; b) 189 F; c) 147 N; d) 1 0 n; e) γ; e) 1 1 str

3. Odredite energetski prinos reakcija:

1. 6 3 Li + 1 1 p → 4 2 He + 3 2 He;
2. 19 9 F + 1 1 p → 4 2 He + 16 8 O.

Nakon obavljenog samostalnog rada provodi se samotestiranje.

Domaća zadaća: br. 1235 – 1238. (A.P. Rymkevich)

Teorija: Nuklearne reakcije podliježu zakonima održanja mase i naboja.
Ukupna masa prije reakcije jednaka je ukupnoj masi nakon reakcije, ukupni naboj prije reakcije jednak je ukupnom naboju nakon reakcije.
Na primjer:
Izotopi su varijante određenog kemijskog elementa koje se razlikuju po masi svojih atomskih jezgri. oni. Maseni brojevi su različiti, ali su brojevi naboja isti.

Slika prikazuje lanac transformacija urana-238 u olovo-206. Pomoću podataka na slici odaberite dvije točne s ponuđenog popisa tvrdnji. Navedite njihove brojeve.

1) U lancu transformacija urana-238 u stabilno olovo-206 oslobađa se šest jezgri helija.
2) Polonij-214 ima najkraće vrijeme poluraspada u prikazanom lancu radioaktivnih transformacija.
3) Olovo s atomskom masom 206 prolazi kroz spontani alfa raspad.
4) Uran-234 je, za razliku od urana-238, stabilan element.
5) Spontana transformacija bizmuta-210 u polonij-210 popraćena je emisijom elektrona.
Riješenje: 1) U lancu transformacije urana-238 u stabilno olovo-206 oslobađa se ne šest, već osam jezgri helija.
2) Polonij-214 ima najkraće vrijeme poluraspada u prikazanom lancu radioaktivnih transformacija. Dijagram pokazuje da je vrijeme najkraće za polonij-214
3) Olovo s atomskom masom 206 ne podliježe spontanom alfa raspadu, stabilno je.
4) Uran-234, za razliku od urana-238, nije stabilan element.
5) Spontana transformacija bizmuta-210 u polonij-210 popraćena je emisijom elektrona. Zato što je oslobođena beta čestica.
Odgovor: 25
OGE zadatak iz fizike (fipi): Koja se čestica X oslobodila kao rezultat reakcije?

Riješenje: masa prije reakcije 14 + 4 = 18 amu, naboj 7e + 2e = 9e, da bi zakon o održanju mase i naboja bio zadovoljen čestica X mora imati 18 - 17 = 1 amu. i 9e - 8e = 1e, stoga je čestica X proton.
Odgovor: 4
OGE zadatak iz fizike (fipi): Jezgra torija postala je jezgra radija. Koju je česticu emitirala jezgra torija?


3) alfa čestica
4) β-čestica  
Riješenje: Masa se promijenila za 4, a naboj za 2, stoga je jezgra torija emitirala alfa česticu.
Odgovor: 3
OGE zadatak iz fizike (fipi):

1) alfa čestica
2) elektron

Riješenje: Koristeći zakon održanja mase i naboja vidimo da je masa elementa 4, a naboj 2, dakle radi se o alfa čestici.
Odgovor: 1
OGE zadatak iz fizike (fipi):

1) alfa čestica
2) elektron

Riješenje: Koristeći zakon održanja mase i naboja, vidimo da je masa elementa 1, a naboj 0, dakle, radi se o neutronu.
Odgovor: 4
OGE zadatak iz fizike (fipi):

3) elektron
4) alfa čestica
Riješenje: Gama čestica nema ni masu ni naboj, stoga nepoznata čestica ima masu i naboj jednak 1, nepoznata čestica je proton.
Odgovor: 1
Kada neutron uhvati jezgra, nastaje radioaktivni izotop. Tijekom ove nuklearne transformacije, emitira

4) elektron
Riješenje: Zapišimo reakciju hvatanja
+ -> + ? .
Koristeći zakon održanja mase i naboja, vidimo da je masa nepoznatog elementa 4, a naboj 2, dakle radi se o alfa čestici.

1. Nabrojite nekoliko nuklearnih reakcija u kojima može nastati izotop 8Be.

2. Koju minimalnu kinetičku energiju u laboratorijskom sustavu Tmin mora imati neutron da bi reakcija 16 O(n,α) 13 C postala moguća?

3. Je li reakcija 6 Li(d,α) 4 He endotermna ili egzotermna? Dane su specifične energije vezanja jezgri u MeV: ε(d) = 1,11; ε() = 7,08; ε(6 Li) = 5,33.

4. Odredite pragove T pora za reakcije fotocijepanja pri 12 C.

1. γ + 12 C → 11 C + n
2. γ + 12 C → 11 V + r
3. γ + 14 C → 12 C + n + n

5. Odrediti reakcijske pragove: 7 Li(p,α) 4 He i 7 Li(p,γ) 8 Be.

6. Odredite koju minimalnu energiju mora imati proton da bi reakcija p + d → p + p + n postala moguća. Zadane su višak mase. Δ(1 H) = 7,289 MeV, Δ(2 H) = 13,136 MeV,
Δ(n) = 8,071 MeV.

7. Jesu li moguće reakcije:

1. α + 7 Li → 10 B + n;
2. α + 12 C → 14 N + d

pod utjecajem α-čestica kinetičke energije T = 10 MeV?

8. Identificirajte česticu X i izračunajte reakcijske energije Q u sljedećim slučajevima:

1. 35 Cl + X→ 32 S + α;	4. 23 Na + p→ 20 Ne + X;
2. 10 B + X→ 7 Li + α;	5. 23 Na + d→ 24 Mg + X;
3. 7 Li + X → 7 Be + n;	6. 23 Na + d → 24 Na + X.

9. Koju minimalnu energiju Tmin mora imati deuteron da bi pobudio stanje s energijom Eexc = 1,75 MeV kao rezultat neelastičnog raspršenja na jezgri 10 B?

10. Izračunajte prag reakcije: 14 N + α→ 17 O + p, u dva slučaja, ako je upadna čestica:
1) α-čestica,
2) 14 N jezgra reakcije Q = 1,18 MeV. Objasnite rezultat.

1. d(p,γ) 3 He;	5. 32 S(γ,p) 31 P;
2. d(d, 3 He)n;	6. 32 (y,n) 31 S;
3. 7 Li(p,n) 7 Be;	7. 32 S(γ,α) 28 Si;
4. 3 He(α,γ) 7 Be;	8. 4 He(α,p) 7 Li;

12. Koje jezgre mogu nastati kao rezultat reakcija pod utjecajem: 1) protona s energijom 10 MeV na metu od 7 Li; 2) 7 jezgri Li s energijom 10 MeV na vodikovu metu?

13. Jezgra 7 LI hvata spori neutron i emitira γ-kvant. Kolika je energija γ-kvanta?

14. Odredite u laboratorijskom sustavu kinetičku energiju jezgre 9 Be nastale pri graničnoj vrijednosti energije neutrona u reakciji 12 C(n,α) 9 Be.

15. Kada je prirodna borova meta ozračena, uočena je pojava radioaktivnih izotopa s poluživotom od 20,4 min i 0,024 s. Koji su izotopi nastali? Koje su reakcije dovele do nastanka ovih izotopa?

16. Prirodna borova meta je bombardirana protonima. Nakon završetka ozračivanja detektor čestica registrirao je aktivnost od 100 Bq. Nakon 40 minuta, aktivnost uzorka se smanjila na ~25 Bq. Koji je izvor aktivnosti? Koja se nuklearna reakcija događa?

17. α-čestica kinetičke energije T = 10 MeV doživi elastični čeoni sudar s jezgrom 12 C. Odredite kinetičku energiju u hp. 12 C T C jezgre nakon sudara.

18. Odredite najveću i najmanju energiju jezgri 7 Be nastale u reakciji
7 Li(p,n) 7 Be (Q = -1,65 MeV) pod utjecajem ubrzanih protona s energijom T p = 5 MeV.

19. -Čestice emitirane pod kutom θ neelastično = 30 0 kao rezultat reakcije neelastičnog raspršenja uz pobudu stanja jezgre 12 C s energijom E exc = 4,44 MeV, imaju istu energiju u hp kao one elastično raspršene na istom jezgra α- čestice pod kutom θ kontrola = 45 0. Odredite energiju α-čestica koje padaju na metu.

20. α-Čestice s energijom T = 5 MeV međusobno djeluju sa stacionarnom jezgrom 7 Li. Odredite veličinu impulsa u S.C.I. koji nastaju kao rezultat reakcije 7 Li(α,n) 10 B neutrona p α i 10 B p Be jezgre.

21. Pomoću reakcije 32 S(α,p) 35 Cl proučavaju se nisko ležeća pobuđena stanja 35 Cl (1,219; 1,763; 2,646; 2,694; 3,003; 3,163 MeV). Koje od ovih stanja će biti pobuđeno snopom α-čestica energije 5,0 MeV? Odredite energije protona opaženih u ovoj reakciji pod kutovima 0 0 i 90 0 pri E = 5,0 MeV.

22. Pomoću dijagrama impulsa dobijte odnos kutova u hp. i s.c.i.

23. Proton kinetičke energije T a = 5 MeV udari u jezgru 1 H i na njoj se elastično rasprši. Odredite energiju T B i kut raspršenja θ B povratne jezgre 1 N, ako je kut raspršenja protona θ b = 30 0.

24. T(d,n)α reakcija naširoko se koristi za proizvodnju neutrona. Odredite energiju neutrona T n emitiranih pod kutom od 90 0 u neutronskom generatoru pomoću deuterona ubrzanih na energiju T d = 0,2 MeV.

25. Za proizvodnju neutrona koristi se reakcija 7 Li(p,n) 7 Be. Energija protona T p = 5 MeV. Za eksperiment su potrebni neutroni s energijom T n = 1,75 MeV. Pod kojim će kutom θ n u odnosu na smjer protonskog snopa biti emitirani neutroni s takvom energijom? Kakvo će biti širenje energija neutrona ΔT ako su izolirani pomoću kolimatora od 1 cm koji se nalazi na udaljenosti od 10 cm od mete.

26. Odredite orbitalni moment tricija l t koji nastaje u reakciji 27 Al(,t) 28 Si, ako je orbitalni moment upadne α čestice l α = 0.

27. Pri kojem relativnom orbitalnom kutnom momentu protona je moguća nuklearna reakcija p + 7 Li → 8 Be * → α + α?

28. S kojim orbitalnim momentima l p mogu biti emitirani protoni u reakciji 12 C(,p) 11 B, ako: 1) konačna jezgra nastaje u osnovnom stanju, a foton E2 se apsorbira; 2) konačna jezgra nastaje u stanju 1/2 +, a foton M1 se apsorbira; 3) konačna jezgra nastaje u osnovnom stanju, a foton E1 se apsorbira?

29. Kao rezultat apsorpcije -kvanta od strane jezgre, emitira se neutron s orbitalnim momentom l n = 2. Odredite multipolnost -kvanta ako je konačna jezgra nastala u osnovnom stanju.

30. Jezgra 12 C apsorbira γ-kvant, pri čemu se emitira proton s orbitalnim momentom l = 1. Odredite multipolnost apsorbiranog γ-kvanta ako je konačna jezgra nastala u osnovnom stanju?

31. Odredite orbitalni moment deuterona l d u reakciji podizanja 15 N(n,d) 14 C, ako je orbitalni moment neutrona l n = 0.

33. Jezgra 40 Ca apsorbira E1 γ-kvant. Koji su jednočestični prijelazi mogući?

34. Jezgra 12 C apsorbira E1 γ-kvant. Koji su jednočestični prijelazi mogući?

35. Može li se u reakciji neelastičnoga raspršenja deuterona na jezgri od 10 V pobuditi stanje s karakteristikama J P = 2 + , I = 1?

36. Izračunajte presjek raspršenja čestice s energijom 3 MeV u Coulombovom polju jezgre 238 U u području kutova od 150 0 do 170 0.

37. Zlatna ploča debljine d = 0,1 mm ozračena je snopom α-čestica intenziteta N 0 = 10 3 čestica/s. Kinetička energija -čestica T = 5 MeV. Koliko α-čestica po jedinici prostornog kuta padne u sekundi na detektor koji se nalazi pod kutom = 170 0? Gustoća zlata ρ = 19,3 g/cm3.

38. Kolimirani snop α-čestica energije T = 10 MeV pada okomito na bakrenu foliju debljine δ = 1 mg/cm 2. Čestice raspršene pod kutom = 30 detektira detektor površine S = 1 cm 2 koji se nalazi na udaljenosti l = 20 cm od mete. Koliki će udio od ukupnog broja raspršenih α čestica zabilježiti detektor?

39. Pri proučavanju reakcije 27 Al(p,d) 26 Al pod utjecajem protona s energijom T p = 62 MeV u deuteronskom spektru mjerenom pod kutom θ d = 90 pomoću detektora čvrstog kuta
dΩ = 2·10 -4 sr, uočeni su vrhovi s energijama T d = 45,3; 44.32; 40,91 MeV. S ukupnim nabojem protona q = 2,19 mC koji je upao na metu debljine δ = 5 mg/cm2, broj brojanja N u tim vrhovima bio je 5180, 1100, odnosno 4570. Odredite energije razina jezgre 26 Al čija je ekscitacija uočena u ovoj reakciji. Izračunajte diferencijalne presjeke dσ/dΩ ovih procesa.

40. Integralni presjek za reakciju 32 S(γ,p) 31 P s formiranjem konačne jezgre 31 P u osnovnom stanju pri energiji upadnog γ kvanta jednakoj 18 MeV je 4 mb. Procijenite vrijednost integralnog presjeka reverzne reakcije 31 P(p,γ) 32 S, koja odgovara istoj energiji pobude jezgre 32 S kao u reakciji 32 S(γ,p) 31 P. Uzmite u obzir da je ta ekscitacija uklonjena zbog γ prijelaza u osnovno stanje.

41. Izračunajte intenzitet snopa neutrona J kojim je ozračena ploča od 55 Mn debljine d = 0,1 cm t act = 15 min, ako je t cool = 150 min nakon završetka ozračivanja, njegova aktivnost I bila je 2100 Bq. Vrijeme poluraspada 56 Mn je 2,58 sati, presjek aktivacije je σ = 0,48 b, gustoća supstance ploče je ρ = 7,42 g/cm3.

42. Diferencijalni reakcijski presjek dσ/dΩ pod kutom od 90 0 je 10 mb/sr. Izračunajte vrijednost integralnog presjeka ako kutna ovisnost diferencijalnog presjeka ima oblik 1+2sinθ.

43. Raspršenje sporih (T n 1 keV) neutrona na jezgri je izotropno. Kako se ova činjenica može objasniti?

44. Odredite energiju pobude složene jezgre koja nastaje kada se α-čestica s energijom T = 7 MeV uhvati za nepokretnu jezgru od 10 V.

45. U presjeku reakcije 27 Al (α,r) 30 Si zapažaju se maksimumi pri energijama α-čestica T 3,95; 4,84 i 6,57 MeV. Odredite energije pobude složene jezgre koje odgovaraju maksimumima u presjeku.

46. S kojim orbitalnim momentom se protoni s Tr = 2 MeV mogu raspršiti na jezgri 112 Sn?

47. Ocijenite presjek nastanka složene jezgre tijekom međudjelovanja neutrona kinetičke energije T n = 1 eV s jezgrama zlata 197 Au.

48. Ocijenite presjek nastanka složene jezgre tijekom međudjelovanja neutrona kinetičke energije T n = 30 MeV s jezgrama zlata 197 Au.