核物理答案
【9A文】原子核物理第二版-习题答案-杨福家-复旦大学出版社
第一章1-3.试计算核素He和Li，并对比结合能之差别作讨论。
1-4.试计算Zr，Zr，Zr，三个核素的中子分离能；比较这三个分离能，可得出什么重要结论？1-5.求出U的平均结合能；如果近似假定中等质量原子核的平均结合能为8.5MeV，试估计一个U核分裂成两个相同的中等原子核时，能放出多少能量？1-6.试由质量半经验公式，试计算Ca和Co的质量，并与实验值进行比较。
1-7.利用质量半经验公式来推导稳定核素的电荷数Z与质量数A的关系式，并与β稳定线的经验公式作比较？1-8.试利用镜核（A相同，中子数N和质子数Z互换的一对核）N和C质量差以及质量半经验公式来近似估算原子核半径参量r。
1-11.在核磁共振法研究原子Mg的基态（Iπ=5/2+）的磁特性实验中，当恒定磁场的强度B0=5.4×103Gs以及高频磁场的频率为v=1.40MHz时，发现了能量的共振吸收，试求gI因子及核磁矩。
1-12.假定核电荷Ze均匀分布在两个主轴分别为a和c（c沿对称轴）的旋转椭球内，试推导公式（1.6.6）。
（Q=2Z（c2-a2））5第二章2-1.核力有哪些主要性质？对每一种性质，要求举一个实验事实。
2-3.试计算从N 715O 816F 917中取出一个质子所需的能量；并进行比较，从中可得出什么结论？2-4.由质量半经验公式估算O 17和F 17的基态质量差，并与实验值比较。
（r0取1.4fm ）2-5.根据壳层模型决定下列一些核的基态自旋和宇称：He 23，Li 37，Mg 1225，K 1941，Cu 2963，Kr 3683，Sb 51123，Pb 82209.2-6.实验测得He 25的最低三个能级Iπ为3/2-（基态），1/2-和3/2+；测得Ni 2857的最低4个能级的Iπ为3/2-（基态），5/2-，1/2-和7/2-，试与单粒子壳模型的预言相比较，并对比较结果作出定性说明。
第三章3-1.一个放射性核素的平均寿命为10d ，试问经过5天衰变的数目以及在第五天内发生衰变的数目是原来的多少（百分比）？3-2.已知1mg U 238每分钟放出740个α粒子，试计算1g U 238的放射性强度（T=4.5R10^9年）。
(完整版)原子核物理及辐射探测学1-4章答案
第一章 习题答案1-1 当电子的速度为18105.2-⨯ms 时，它的动能和总能量各为多少？答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？答：α粒子的静止质量()()()u M m M m e 0026.44940.9314,244,224,20=∆+=≈-= α粒子的质量 g u m m 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为J t cm E 510184.41001184.4⨯=⨯⨯=∆=∆。
()kg c E m 1228521065.4100.310184.4-⨯=⨯⨯=∆=∆ 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。
答：最后一个中子的结合能()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==⋅-+=()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==⋅-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ∆：()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=∆-∆+∆= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=∆-∆+∆=其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。
原子核物理试题及答案
原子核物理试题及答案一、选择题1. 原子核由什么粒子组成？A. 电子B. 质子和中子C. 质子和电子D. 中子和电子答案：B2. 放射性衰变过程中，原子核的哪种性质会发生变化？A. 质量数B. 电荷数C. 核外电子数D. 核内质子数答案：A3. 下列哪种粒子的发现证实了原子核内部结构的存在？A. α粒子B. β粒子C. γ射线D. X射线答案：A4. 原子核的稳定性与哪种因素有关？A. 质子数B. 中子数C. 质子数与中子数的比例D. 核外电子数答案：C5. 原子核的结合能与哪种因素有关？A. 原子核的质量B. 原子核的电荷数C. 原子核的体积D. 原子核的表面答案：A二、填空题1. 原子核的组成粒子中，带正电的是______，带负电的是______。
答案：质子；电子2. 放射性同位素的半衰期是指放射性物质的原子核数量减少到原来的______所需的时间。
答案：一半3. 原子核的结合能与原子核的质量亏损有关，质量亏损越大，结合能______。
答案：越大4. 核裂变是指重原子核在吸收中子后，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的______。
答案：能量5. 核聚变是指轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，同时释放出______。
答案：能量三、简答题1. 请简述原子核的组成及其性质。
答案：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质包括质量数、电荷数、结合能等。
2. 放射性衰变有哪几种类型？请分别简述其特点。
答案：放射性衰变主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是原子核放出α粒子（由两个质子和两个中子组成）的过程，导致原子核质量数减少4，电荷数减少2；β衰变是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子被放出，导致原子核电荷数增加1；γ射线是原子核在能量状态变化时放出的高能光子，不改变原子核的质量数和电荷数。
3. 核裂变和核聚变有何不同？答案：核裂变是重原子核在吸收中子后分裂成两个或多个较轻原子核的过程，释放出能量；核聚变是轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，也释放出能量。
原子核物理(修订版)习题答案 卢希庭
Sp(6,13) (5,12) (1 H ) (6,13) 13.369MeV 7.289MeV 3.125MeV 17.533MeV
对13C，Z=6，A=13取出一个中子后变为 12C ， Z=N=6偶偶核中子与质子对称相处，且质子与中 子各自成对相处，有较大的稳定性，结合能 B(Z,A-1)非常大，
部分放射性活度在任何时候都是与总放射性活 度成正比。
设总的衰变常量为 且
ln 2
I I0eet I0e T1 2
ln 2 T1
2
解得 ：T1 2=3.01min
2.8
解： N (235U ) N0 (235U )e5t
N (238U ) N0 (238U )e8t
两式相其比中，5，8分别为235U ,238U的衰变概率。
1.2 1012
N12 6.981014
t 1 ln N0 T1/ 2 ln N0
N ln 2 N
2.35104 a
因为测量精度
=7% 其中 为Nc总计数 所以 =2N0c 4
又 Nc=AT A为 放14C射性活度，T为测量时间
所以
T1/
2
为 为
1T4C=的的N质半／c 量衰A 数期。，Am为 Mm样品NA中 Tl含n1/22
[1.007825 1.008665 2.014102]u 931.494MeV
2.224MeV
比结合能 同理依次为：
B
A
2.224MeV
2
1.112MeV
40C：a B 342.05Me比V 结合能
B A 8.551MeV
： 197Au B 1559.363M比eV结合能
： C 197 f
2.5
卢希庭原子核物理课后习题答案
1.1、实验测得某元素的特征Kα线的能量为7.88KEV，试求该元素的原子序数Z 解：由√ν=AZ-B E=Hν,其中E=7.88KEV,
1EV=1.602176462×10−19J ν=E/H=1.9×1018s−1
代入公式得Z≈29
1.2 用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电势差为1000V的电场中加速。然后
5
B(197Au) = 79 × 7.289 + (197 − 79) × 8.071 − (−31.157) = 1559.366 MeV ϵ(197Au) = 7.916 MeV B(252Cf ) = 98 × 7.289 + (252 − 98) × 8.071 − 76.027 = 1881.219 MeV ϵ(252Cf ) = 7.465 MeV
解：设该古代人是t年前死亡的，由此可得：
N1 ·e−λt N2
= 0.8 ×
N1 N2
又λ = ln 2/T1/2
可得：t
=
− ln 0.8×T1/2
ln 2
则：t=1844.6a
2.10 已知人体的C含量为18.25%，问体重为63Kg的人体相当于活度为多少贝可勒尔和
微居里的放射源。
解：A
=
λN
=
值6.98 × 10−14(±7%)，试问该长毛象已死了多少年？若用放射性法测量，达到与上法相同
精度(±7%)，至少要测量多长时间？
解 ： 设 大 气 中14C 原 子 数 为N10，12C 原 子 数 为N20， 长 毛 象 肌 肉 样 品 中14C 原 子 数
为N1，12C 原子数为N2。
∴ = N10·e−λt
原子核物理智慧树知到答案章节测试2023年东华理工大学
第一章测试1.具有相同质子数Z和中子数N的一类原子，称为一种核素。
A:对B:错答案:B2.质子数相同，中子数不同的核素，为同位素。
A:错B:对答案:B3.同位旋是认为原子核的质子态和中子态是处于不同电荷状态的相同的粒子，处于正的电荷态的是质子处于负的电荷状态的是中子。
为了描述核子的质子态和中子态而引入的算符。
A:错B:对答案:B4.实验测得某元素的特征Kα线的能量为7.88 keV，则该元素的原子序数Z为（）。
A:28B:30C:29D:27答案:C5.已知12C的第一激发态的同位旋量子数T=1，它与下列哪两个核的什么态组成同位旋三重态？A:16OB:7LiC:12BeD:12N答案:AD第二章测试1.比结合能——原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。
用于表示原子核结合松紧程度。
A:错B:对答案:B2.放射性原子核数衰减到原来数目的一半所需要的时间是半衰期。
A:错B:对答案:B3.质量亏损是组成某一原子核的核外电子质量与该原子核质量之差。
A:错B:对答案:A4.经测定一出土古尸的14C的相对含量为现代人的80%，该古人的死亡年代为（）。
A:公元1.55年B:公元155年C:公元1550年D:公元15.5年答案:B5.已知人体的碳含量为18.25%，问体重为63 kg的人体相当于活度为多少贝可勒尔和多少微居里的放射源（）。
A:2.65Bq,0.072μCiB:2.65Bq,0.72μCiC:26.5Bq,0.072μCiD:265Bq,0.72μCi答案:A第三章测试1.短射程α粒子是指母核的激发态到子核的基态放出的α粒子。
A:错B:对答案:A2.长射程α粒子是指母核的基态发射到子核的激发态的α粒子。
A:对B:错答案:B3.一块质量为0.5 kg的核燃料纯239Pu，试计算这块核燃料存放时由于衰变放出的功率为（）。
A:0.96WB:960WC:96WD:9.6W答案:A4.利用核素质量，则226Ra的衰变能和粒子的动能分别为（）。
核物理分析答案终极版
第一章1、微观截面：△I＝－σIN△x，σ为比例常数，称为微观截面，它与靶核的性质和中子的能量有关。
σ是表示平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用概率大小的一种度量。
宏观截面：∑＝Nσ，把∑称为宏观截面，宏观截面是一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。
2、平均自由程：中子与原子核发生某种反应之前所穿行的平均距离。
3、中子密度：单位体积内的中子数，用n表示。
4、核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数，用R表示，便等于R＝nv∑ 中子/m3•s，R叫做核反应率。
5、中子通量密度：等于该点的中子密度与相应中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。
中子通量密度是该点沿空间各个反向的微分中子束强度之和。
中子注量率＝中子通量密度。
它的大小反映堆芯内核反应率的大小，因此也反映出堆的功率水平。
6、俘获-裂变比：α＝σr/σf，辐射俘获截面与裂变截面只比。
α与裂变同位素种类和中子能量有关。
7、有效裂变中子数：燃料核每吸收一个中子后平均放出的中子数，用η表示。
8、顺发中子：裂变反应时，99%以上的中子是在裂变瞬间（约10ˇ-14次方s）发射出来的，把这些中子叫顺发中子。
9、缓发中子：有小于1%的中子（对235U裂变，约有0.65%）是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫做缓发中子。
像87Br这种裂变碎片，在衰变过程中能够产生缓发中子，通常叫做缓发中子先驱核。
10、四因子公式：k∞＝εpfη。
第二章1慢化能力：.只有当中子与核发生散射碰撞时，才有可能使中子的能量降低。
因此要求慢化剂应同时具有较大的宏观散射截面∑s和平均对数能降ξ。
通常把乘积ξ∑s叫做慢化剂的慢化能力。
2.慢化比：我们定义ξ∑s/∑a叫做慢化比。
从反应堆物理观点来看，它是表示慢化剂优劣的一个重要参数，好的慢化剂不近应具有较大的ξ∑s值，还应该具有较大的慢化比。
3.慢化剂的选择：除了要求有大的慢化能力外，从减少中子损失的角度显然还要求慢化剂应具有小的吸收截面。
2024高考物理核物理学基础习题及答案
2024高考物理核物理学基础习题及答案一、选择题1. 下列哪个是粒子物理的研究对象？A) 声音 B) 光 C) 原子核 D) 电动力学答案：C) 原子核2. 下列哪个不属于核反应？A) α衰变B) β衰变 C) 核裂变 D) 分子振动答案：D) 分子振动3. 质子和中子的质量比约为：A) 2:1 B) 3:1 C) 4:1 D) 1:1答案：A) 2:14. 以下哪类粒子属于费米子？A) 光子 B) 中子C) α粒子D) β粒子答案：B) 中子和D) β粒子5. 下列哪个是造成核辐射的主要原因？A) 电磁辐射 B) 引力作用 C) 原子核稳定性 D) 电子运动答案：C) 原子核稳定性二、填空题1. 电子在原子核附近形成的轨道称为_________。
答案：能级2. 具有相同质子数但中子数不同的核称为_________。
答案：同位素3. _________是最轻的稳定粒子。
答案：电子4. 核能是源于_________。
答案：核反应5. 核电子以光速的_________，如果用最快速度的飞机旅行，需要_________。
答案：3x10^8 m/s；1秒三、解答题1. 请简要解释什么是核聚变和核裂变，并分别举一个实际应用的例子。
答案：核聚变是指轻核融合成重核的过程，其中包括太阳光和氢弹爆炸等现象。
例如，氢弹爆炸中，氢原子核和氘原子核聚变形成氦原子核，并释放出巨大能量。
核裂变是指重核分裂成轻核的过程，其中包括核反应堆的运行和原子弹爆炸等现象。
例如，在核反应堆中，铀-235原子核裂变成若干个中子和两个裂变产物核，并释放出大量能量。
2. 请解释什么是质能等效，并给出一个实际应用的例子。
答案：质能等效是指质量和能量之间的转换关系，根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2，质量与能量是可以相互转化的。
一个实际应用的例子是核电站中的核裂变。
在核裂变过程中，少量的质量转化为巨大的能量。
核裂变过程中释放出的能量被用来加热水，蒸汽产生后驱动涡轮发电机转动，最终产生电能。
高中物理-专题 原子核物理(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分原子物理专题6.10 原子核物理（基础篇）一．选择题1．（2020四川眉山二诊）地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。
已知氡22286Rn的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的20682Pb，在这一过程中A. 要经过4 次α衰变和4 次β衰变B. 要经过4 次α衰变和6 次β衰变C. 氡核22286Rn的中子数为86，质子数为136D. 标号为a、b、c、d 的4 个氡核22286Rn经3.82d 后一定剩下2 个核未衰变【参考答案】A【名师解析】原子核衰变，一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4；一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变；所以氡22286Rn经过一系列衰变最后变成稳定的20686Pb要经过n=222-2064=4次α衰变，经过4次β衰变，选项A正确B错误；氡核22286Rn的质子数为86，中子数222-86= 136，选项C错误；由于半衰期是对大量原子核的统计规律，对几个原子核没有意义，所以标号为a、b、c、d 的 4 个氡核22286Rn经3.82d 后不一定剩下 2 个核未衰变，选项D错误。
2. （2020全国I卷高考仿真模拟1）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A.γ射线是高速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克【参考答案】B【名师解析】β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A错误.氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确.太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×1()2t τ g ＝100×(12)2 g ＝25 g ，选项D 错误. 3.（2020年4月贵州模拟）核反应方程为U 23892→323490Th x +，根据方程提供的信息，下例说法中正确的是（ ）A.方程中的x 3表示的是电子B.方程表示的是原子的裂变C.这种核反应的变化是自发的，与原子所处的物理化学状态无关D.这种核反应没有质量亏损【参考答案】C【命题意图】考查原子核的衰变规律和核反应方程等必备知识。
原子及原子核物理答案(郭江,赵晓凤,彭直兴)
1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭'C 放射的，其动能为67.6810×电子伏特。
散射物质是原子序数79Z =的金箔。
试问散射角150οθ=所对应的瞄准距离b 多大？解：根据卢瑟福散射公式：2222442K Mv ctg b b ZeZeαθπεπε==得到：2192150152212619079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010)Ze ctg ctg b K οθαπεπ−−−××===××××××米式中212K Mv α=是α粒子的功能。
1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为2202121()(1)4sinmZe r Mv θπε+ ，试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min 202121()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 1929619479(1.6010)1910(1)7.6810 1.6010sin 75ο−−×××=×××+×××143.0210−×米1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。
问质子与金箔。
问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο。
当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。
根据上面的分析可得：220min124pZe Mv K r πε==，故有：2min 04p Ze r K πε=19291361979(1.6010)910 1.141010 1.6010−−−××=××=×××米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为131.1410−×米。
核物理答案
2-4 用加速氘轰击55Mn来生成56Mn，56Mn的产生率 为5×108 s－1，已知56Mn的半衰期为2.579 h，试求轰 击10 h后56Mn的放射性活度。
10 − 8 −n 2.579 A = P (1 − 2 ) = 5 ×10 1 − 2 = 4.66 × 108 ( Bq )
则所需测量时间
N′ 104 t= = = 195.3 ( 天 ) A 49 ×1.045
2-12 试由质量过剩求出下列核素的结合能和比结合 能：2H，40Ca，197Au和252Cf。
2 B 1 H = ∆ (1,1) + ∆(0,1) − ∆ (1,2 ) = 2.224 MeV 2 1 2 1
2-11 某一长毛象肌肉样品0.9 mg，用超灵敏质谱计测量 189 min，得到14C/12C的原子比值6.98×10-14（±7%）， 试问长毛象已死了多少年？若用放射性测量，达到与上法 相同精度（±7%），至少要测量多长时间？ （1）14C的衰减服从指数规律
N 0 ( 14 C ) N ( 12 C )
N = N 0e
又 已知
− λt
⇒
N0 t = ln λ N
1
N = 80% N0
所以
5730 5 t= ln = 1845 0.693 4
(年)
或者
5 t = 1.9 ×10 lg = 1841 4
4
(年)
2-10 已知人体的碳含量为18.25%，问体重为63 kg的 人体相当于活度为多少贝克勒尔和微居里的放射源。
Ed = ∆ (88, 226) − ∆(86, 222) − ∆ (2, 4)
= 23.661 − 16.366 − 2.425 = 4.87 ( MeV )
大学物理第十六章 原子核物理 答案
第16章 原子核物理一、选择题1. C2. B3. D4. C5. C6. D7. A8. D二、填空题1. 171076.1⨯，131098.1⨯2. 2321)(c m m m -+3. 1.35放能4. 9102.4⨯5. 117.86. 2321`c h m m m -+7 . 67.5MeV ，67.5MeV/c ，221036.1⨯Hz8. 121042.2-⨯9. 1.49MeV10. 115kg三、填空题1. 解：设从t =0开始做实验，总核子数为N 0，到刻核子数为N由于实验1.5年只有3个铁核衰变，所以1<<τt ，)1(0τtN N -≈t =0时，铁核总数为 312740106.31066.1104.6⨯=⨯⨯=-Nt =1.5年时，铁核总数为 )1(300τtN N N -≈-=由此解得31310108.15.13106.3⨯=⨯⨯=-=t N N N τ年设半衰期为T ，则当t =T 时有2/0N N =，由τ/0e t N N =得τ/e 21T = 所以， 31311025.1693.0108.12ln ⨯=⨯⨯==τT 年 2. 解：设氢核和氮核的质量分别为N H m m 、，被未知粒子碰撞后速度分别为v H 和v N ； 未知粒子的质量为m , 碰撞前速度为v ，与氢核碰撞后为v 1，与氮核碰撞后为v 2 未知粒子与氢核完全弹性碰撞过程满足关系H H 1v m mv mv +=2H H 212212121v m mv mv += 未知粒子与氮核完全弹性碰撞过程满足关系N N 2v m mv mv += ●2N N 212212121v m mv mv += ❍ 联立 ~❍得 2N N 2H H N H )()(m m m m m m E E ++= 带入数据，可解得 03.1H=m m 由其质量比值可知，未知粒子的质量与氢核的质量十分接近，另由于它在任意方向的磁场中都不偏转，说明它不带电．由此判断该新粒子是中子．3. 解：与第一组α粒子相对应的衰变能为α1α12264.793MeV 4.879MeV 4222A E K A ==⨯=- 与第二组α粒子相对应的衰变能为 α2α22264.612MeV 4.695MeV 4222A E K A ==⨯=- 22686Rn 的两能级差为()α1α2 4.879 4.695MeV 0.184MeV E E E ∆=-=-=光子的能量与此两能级差相对应，所以光子的频率为61919340.18410 1.60218910Hz 4.4510Hz 6.62610E h ν--∆⨯⨯⨯===⨯⨯4. 解：已知14C 的半衰期为5370a. 半衰期T 与衰变常量λ的关系为0.693Tλ= 根据题意，该生物遗骸在刚死亡时，其体内所包含的14C 的放射性活度与现今活着的同类生物体的14C 的放射性活度是相同的，经过了时间t ，14C 的放射性活度减弱为133.3Bq 。
原子核物理课后答案
原子核物理课后答案篇一：原子核物理课后习题答案1-2、用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电势差为1000V的电场中加速。
然后在0.1T的磁场中偏转，测得离子轨道的半径为0.182m。
试求：（1）离子速度（2）离子质量（3）离子质量数2.16. 从13C核中取出一个中子或质子，各需多少能量，试解释两者有很大差别的原因。
解：从13C核中取出一个中子或质子需要的能量即13C的最后一个中子或质子的结合能由Sn(Z,A)?[M(Z,A?1)?mn?M(Z,A)]c2 =?(Z,A?1)??(n)??(Z,A)Sp(Z,A)?[M(Z?1,A?1)?M(1H)?M(Z,A)]c2=?(Z?1,A?1)??(1H)??(Z,A)Sn(6,13)?3.02?8.071?3.125?7.966MeVSp(6,13)?13.369?7.289?3.125?17.533 MeV?从13C核中取出一个中子或质子需要的能量分别为7.966 MeV和17.533 MeV由于13C是奇偶核，从中取出一个中子变为12C，为偶偶核而从中取出一个质子变为12B，为奇奇核，由于有稳定性规律：偶偶核>奇偶核?奇奇核所以两者能量有较大的差别2.20.任何递次衰变系列，在时间足够长以后，将按什么规律衰变？对于任何递次衰变系列，不管各放射体的衰变常量之间的相互关系如何，其中必有一最小者，即半衰期最长者，则在时间足够长以后，整个衰变系列只剩下半衰期最长的及其后面的放射体，它们均按最长半衰期的简单指数规律衰减。
2.21.为什么在三个天然放射系中没有见到β+放射性和EC放射性？由于只有β稳定线右下部的核素即缺中子核素具有β+放射性和EC放射性。
而三大天然放射系的母体都是具有β稳定性的核，有α放射性，α衰变后质子数和中子数都减少2，而具有β稳定性核素的中质比随着质量数增加而增加，因而三大天然放射系中的核素不会有缺中子核，因而在三个天然放射系中没有见到β+放射性和EC放射性。
核物理试题及答案
核物理试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪个粒子不是核子？A. 质子B. 中子C. 电子D. 夸克答案：C2. 核力的特点是：A. 长程力B. 短程力C. 电磁力D. 万有引力答案：B3. 放射性衰变中，以下哪种衰变不会产生中子？A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 裂变答案：C4. 以下哪个方程式表示了核聚变？A. \(_e^2 + _e^2 \rightarrow _e^4 + _e^0\)B. \(_e^2 + _e^2 \rightarrow _e^4 + _e^0 + _e^-\)C. \(_e^4 + _e^4 \rightarrow _e^6 + _e^2\)D. \(_e^6 + _e^6 \rightarrow _e^8 + _e^4\)答案：C5. 核裂变中，以下哪个元素不是裂变产物？A. 钡B. 铯C. 氢D. 氪答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 核反应方程式 \(_{92}^{235}U + _{0}^{1}n \rightarrow_{54}^{140}Xe + _{38}^{92}Sr + 3_{0}^{1}n\) 中，\(Xe\) 和\(Sr\) 的质量数分别是140和92。
2. 原子核的结合能是指将原子核中的核子（质子和中子）从核中分离出来所需的能量。
3. 核磁共振（NMR）技术利用的是原子核的________性质。
答案：自旋4. 放射性同位素衰变时，其原子核的________数保持不变。
答案：质子5. 核反应堆中，中子的慢化剂通常用于降低中子的________。
答案：能量三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述核裂变和核聚变的区别。
答案：核裂变是指重核分裂成两个或多个较轻的核的过程，通常伴随着能量的释放。
而核聚变是指两个或多个轻核结合成一个较重的核的过程，同样伴随着能量的释放。
核裂变需要中子轰击重核，而核聚变则需要极高的温度和压力。
原子核物理课后习题答案
解 ： 由 已 知 条 件 知 原 子 的 总 角 动 量 量 子 数 可 以 取 6个 值
又 Q 电 子 总 角 动 量 j>核 的 自 旋 I
5 2I 1 6 I
ln 2
10 6
6.02 10 23
1.66 108
Bq
138.4 24 3600 210
2 .4 . 用 加 速 氘 轰 击 55 M n 来 生 成 56 M n ，56 M n 的 产 生 率 为 5 1 0 8 s 1 ,已 知 56 M n 的
解 ： 由 N N e t知 0
衰
变
的
份
额
：
=（
N 0
N）
t ln 2
（1 e t） = （1 e
） T 1 2
N
0
一
天
衰
变
的
份
额
：
= （1
e
） 0 .6 9 3 3 .6 6
=0.172=17.2%
十
天
衰
变
的
份
额
：
= （1
eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ） 1 0 0 .6 9 3 3 .6 6
=0.849=84.9%
（2）由公式可得：
m 2eU 2.653 10 26 kg V2
（3）由公式可得：
m 16 A
1.6605387 10 27 kg
1 -4 , 计 算 下 列 各 核 的 半 径 ：4 H e , 1 0 7 A g , 2 3 8 U , 设 r 1 .4 5 f m .
原子核物理习题答案
原子核物理习题答案原子核物理习题答案原子核物理是现代物理学的重要分支之一，研究原子核的结构、性质以及与其他粒子的相互作用。
在学习原子核物理的过程中，习题是非常重要的一环。
通过解答习题，可以检验自己对所学知识的掌握程度，加深对理论的理解，并培养解决问题的能力。
下面，我将为大家提供一些常见的原子核物理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 问题：一个原子核中有20个质子和30个中子，它的质量数是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为20 + 30 = 50。
2. 问题：一个原子核的质子数为40，中子数为50，它的电荷数是多少？答案：原子核的电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的电荷数为40。
3. 问题：一个原子核的质子数为82，中子数为126，它的质量数和电荷数分别是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为82 + 126 = 208，电荷数为82。
4. 问题：一个原子核中有40个质子和60个中子，它的质量数和电荷数分别是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的质量数为40 + 60 = 100，电荷数为40。
5. 问题：一个原子核的质量数为238，电荷数为92，它的中子数是多少？答案：原子核的质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
根据题目中的信息，这个原子核的中子数可以通过质量数减去质子数得到，即238 - 92 = 146。
通过以上习题的解答，我们可以看到，原子核物理中的一些基本概念是相互关联的。
质量数等于质子数加上中子数，电荷数等于质子数。
在解答习题的过程中，我们需要灵活运用这些概念，根据已知条件进行计算。
除了以上的习题，原子核物理还涉及到其他一些重要的内容，如核衰变、核反应等。
通过解答相关的习题，我们可以更好地理解这些概念，并掌握它们的应用。
智慧树知到原子核物理章节测试答案
第一章1、原子的质量单位叫做碳单位对错答案: 对2、质子和中子的轨道角动量的矢量和就是原子核的自旋对错答案: 对3、原子中的电子磁矩比核的磁矩小对错答案: 错4、长椭球形原子核具有负的电四极矩对错答案: 错5、在经典物理中存在宇称概念对错答案: 错6、质子和中子不是点状结构对错答案: 错7、核子之间的主要作用是库仑力对错答案: 错8、原子核的磁矩包含质子的磁矩中子的磁矩电子的磁矩答案: 质子的磁矩,中子的磁矩9、下列说法正确的是原子核是球形的核内电荷分布半径就是质子分布的半径核的电荷分布半径比核力作用半径大电子在核上散射的角分布是核内电荷分布的函数答案: 核内电荷分布半径就是质子分布的半径10、下列说法正确的是原子核的形状是长椭球形的电四极矩多数是负值利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩大多数原子核是球形的答案: 利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩11、下列说法正确的是宇称是微观物理领域中特有的概念在一切微观过程中宇称是守恒的原子核是由中子、质子、电子组成的微观体系经典物理中存在宇称答案: 宇称是微观物理领域中特有的概念12、下列说法正确的是质子和中子具有内部结构自旋为整数的粒子叫费米子自旋为半整数的粒子叫玻色子电子、质子、中子的自旋为整数答案: 质子和中子具有内部结构13、为什么会产生超精细结构核自旋与电子的总角动量相互作用核自旋与电子自旋相互作用质子的轨道角动量与电子的总角动量相互作用质子的轨道角动量与电子自旋相互作用答案: 核自旋与电子的总角动量相互作用14、下来说法错误的是对于两核子体系，总同位旋是两个核子同位旋的矢量和核子之间的主要作用力为核力核力近似地与核子所带电荷无关核力属于弱相互作用力答案: 核力属于弱相互作用力第二章1、放射性是原子核自发地放射各种射线的现象对错答案: 对2、衰变宽度Γ越小，原子核衰变越快。
对错答案: 错3、当母体的半衰期比子体长得多时可以达到长期平衡对错答案: 对4、人工放射性核素主要是反应堆和加速器制备的对错答案: 对5、放射性活度的单位是西弗对错答案: 错6、探测14C含量的方法通常是放射性测量法对错答案: 对7、光子的质量为零对错答案: 错8、目前发现的核素大部分都是稳定的对错答案: 错9、目前核子之间的相互作用是清楚的对错答案: 错10、在稳定的核素中，中质比随A增大对错答案: 对11、下来说法正确的是人工放射性核素远比天然放射性核素多100个同种放射性核素原子核经过一个半衰期之后还剩50个原子核α射线贯穿本领大γ射线电离作用大答案: 人工放射性核素远比天然放射性核素多12、下来说法错误的是原子核所处的能级具有一定的宽度衰变常数越大，一个原子核单位时间内发生衰变的概率越大2个同种放射性核素原子核经过一个半衰期后还剩一个原子核半衰期是一个统计性概念答案: 2个同种放射性核素原子核经过一个半衰期后还剩一个原子核13、下来说法错误的是母体半衰期小于子体半衰期可能达到衰变平衡母体半衰期大于子体半衰期可能达到长期平衡可利用的裂变碎片都是人工产生的裂变碎片放射系都属于人工放射系答案: 母体半衰期小于子体半衰期可能达到衰变平衡14、制备人工放射性核素时，照射时间一般选作1个半衰期4个半衰期6个半衰期小于5个半衰期答案: 小于5个半衰期15、我国法定的放射性活度计量单位是居里（Ci）希沃特（Sv）贝克勒尔（Bq）葛瑞（Gy）答案: 贝克勒尔（Bq）16、放射性鉴年法一般选用14C235U238Th6Li答案: 14C17、下列说法错误的是原子核物理中常用电子伏特作为能量单位原子核的质量等于组成它的核子的质量和比结合能越大的原子核结合得越紧质量数越大的核素，其比结合能越大答案: 原子核的质量等于组成它的核子的质量和18、下来说法正确的是能发生自发裂变的核素都是重核原子核的不稳定性通过衰变表现出来重核都是不稳定的轻核都是稳定的答案: 能发生自发裂变的核素都是重核19、下来说法错误的是核子间的相互作用力具有饱和性原子核是不可压缩的对于给定的A，Z越小结合能就越大核子间有中子、质子对称相处的趋势答案: 对于给定的A，Z越小结合能就越大20、下来说法错误的是在原子核的组成中，有中子、质子各自成对相处的趋势同类核子成对相处时结合能增大全同费米子的波函数是交换对称的原子核液滴模型公式是现有计算公式中和实验结果符合得最好的答案: 全同费米子的波函数是交换对称的第三章1、带电粒子在物质中损失能量是一个统计过程对错答案:2、核辐射探测器由探测器本身和测量仪器设备两部分组成对错答案:3、常用半圆谱仪来精确测定带电粒子的能量对错答案:4、对于天然放射性核素而言，α衰变主要发生在重核对错答案:5、核子之间的核力大大超过库仑力对错答案:6、气体探测器是利用光电效应制成的对错答案:7、对于普通的核素，最后一个质子的结合能总是正的对错答案:8、下列说法错误的是单个电子在介质中有确定的射程在准直γ射线穿过吸收介质的透射实验中，进入探测器的γ射线的相对强度服从指数衰减规律光电效应实际上是γ射线的一种能量的全吸收过程对于β粒子，射程难以直接从吸收曲线确定答案:9、下列哪一项是经验关系半导体探测器或气体探测器适宜测量长寿命辐射体α粒子的能量是单一的原子核的内部能量是量子化的短射程α粒子是从母核基态跃迁到子核激发态时产生的答案:10、下列说法错误的是λ=aR^57.5E=mc^2E=hνF=ma答案:11、下列说法错误的是衰变不能发生α根据经典力学，微观粒子具有一定的概率能够穿透势垒在原子核边界附近，α粒子所受的吸引力存在过渡区核力是弱相互作用力答案:12、下列哪一种装置不是辐射探测器G-M计数器NaI(Tl)探测器HPGe探测器光电倍增管答案:13、下列说法错误的是重离子放射性是指原子核自发地放射出重离子一般质子衰变的半衰期比α衰变的半衰期要短得多质子放射体只有β-放射性或轨道电子俘获的竞争过程重离子穿透势垒的概率一般比α粒子的穿透概率要小答案:第四章1、下列说法错误的是利用普通的β能谱曲线可以确定β谱的最大能量利用库里厄图可以较精确求得β谱的最大能量库里厄图可用于分解复杂的β谱能谱的测量是直接确定中微子质量的一种有效方法β．答案:2、下列说法错误的是半衰期可以反映跃迁类型的特征中微子是否具有静止质量是一个未解之谜凡母核与子核波函数很相像的跃迁称为超容许跃迁对于一般的容许跃迁，原子核的质量大多数在中等以上答案:3、下列说法错误的是β衰变的基本公式不适用于轨道电子俘获轨道电子俘获放出的中微子的能量是连续的Z越大，K层电子轨道越小，因而越容易被原子核俘获对于轻核，很难观察到与β+衰变同时产生的K俘获答案:4、下列说法错误的是宇称守恒是指一个孤立体系的宇称不随时间变化一个微观物理过程和它的镜像过程的规律完全相同，该微观体系的宇称是守恒的大量事实证明，核反应过程宇称是守恒的经典物理中不存在与宇称守恒类似的规律答案:5、β衰变发射出的粒子能量最大可以达到100MeV对错．答案:6、泡利用实验证实了中微子的存在对错答案:7、将中微子考虑在内，β衰变有3种类型对错答案:8、衰变纲图中的横线表示原子核的能级对错答案:9、β衰变的费米理论是与原子发光理论类比产生的对错答案:10、β衰变服从一定的选择定则对错答案:能谱的实验结果画成一条直线β库里厄图使得、11．对错答案:12、半衰期或跃迁概率与β粒子的最大能量无关对错答案:13、β衰变的基本公式是在假定原子核放射出β粒子和中微子的情况下得到的对错答案:14、β衰变中宇称是不守恒的对错答案:15、下列说法错误的是α粒子能谱是分立的β能谱是分立的原子核的能量状态是分立的用β磁谱仪可以测量β能谱答案:下列说法错误的是、16．泡利提出了中微子假说中微子的磁矩为零中微子的电荷为零中微子的自旋是1/2答案:17、下列说法错误的是中微子的静止质量为零是一种近似轨道电子俘获过程伴随着子核的特征X射线的发射双β衰变肯定存在能发生β+衰变的原子核可以发生轨道电子俘获答案:18、下列关于衰变纲图的说法错误的是衰变纲图一般都是根据原子质量差画出的除稳定核素外，基态能级旁都标有半衰期衰变纲图是根据原子核质量差画出的可以利用衰变纲图计算一定质量放射性核素的放射性答案:19、下列说法错误的是费米提出β衰变是电子-中微子场与原子核的相互作用原子发光是电磁相互作用的结果β衰变是一种弱相互作用轨道电子俘获是一种强相互作用．答案:20、下列说法错误的是关于宇称选择定则，对β衰变可以根据宇称守恒定律得出β衰变中宇称不守恒在非相对论处理中，β衰变中原子核宇称的变化可以认为等于轻子带走的轨道宇称选择定则可以分析衰变过程中有关守恒定律而得答案:第五章1、原子核通过发射γ光子从激发态跃迁到较低能态的过程称为γ衰变对错答案:2、γ跃迁遵从指数衰变律对错答案:3、如果已知跃迁的类型和始末态中一个能级的自旋和宇称，则由选择定则可以推出另一个能级的自旋和宇称对错答案:4、原子核从激发态到较低能态或基态的跃迁，可以通过发射电子来完成。
原子核物理及辐射探测学 1-4章答案
第一章 习题答案1-1 当电子的速度为18105.2-⨯ms 时，它的动能和总能量各为多少？答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？答：α粒子的静止质量()()()u M m M m e 0026.44940.9314,244,224,20=∆+=≈-= α粒子的质量 g u m m 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为J t cm E 510184.41001184.4⨯=⨯⨯=∆=∆。
()kg c E m 1228521065.4100.310184.4-⨯=⨯⨯=∆=∆ 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。
答：最后一个中子的结合能()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==⋅-+=()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==⋅-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ∆：()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=∆-∆+∆= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=∆-∆+∆=其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。
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1）衰变份额：
N 1
ln 2 1
1 e 3.66 17.2%
N0
N10
ln 2 10
1 e 3.66 85%
2）衰变原子数： N0
N1 N0 1 et
106 6.0221023 17.2% 4.62 1014 224
相同精度（±7%），至少要测量多长时间？
（1）14C的衰减服从指数规律 N N0et
t 1 ln N0 14C N 14C
2-6 实验测得纯235U样品的放射性比度为80.0 Bq/mg，试求235U的半衰期。
T1/ 2
ln 2
N ln A
2
10 3 N M NA
T1/ 2
10 3 ln 2 M A
NA
代入数据得 T1/ 2 2.219 1016 s 7.04 108 a
2-8 假设地球刚形成时， 235U和 238U 的相对丰度 为1：2，试求地球年龄。
r0
A1/ 3 Os
ROs 3
AOs 27 A
A Z0 1.98 0.0155A2/3 3
所以，该稳定核为 7 Li 。
A 189 7 27
2-1 已知224Ra的半衰期为3.66 d，问一天和十天分 别衰变了多少份额？若开始有1 g，问一天和十天 中分别衰变掉多少原子？
剩余核数： N (t) N0et
解： 已知
N5 N8
0 0
1 2
N5 N8
t t
N5 0 e5t N8 0 e8t
0.72 99.2745
解得
t 5.1109 a
2-9 经测定一出土古尸的14C的相对含量为现代 人的80%，求该古人的死亡年代。
N N0et
t 1 ln N0
N
又 已知
N 80% N0
所以
t 5730 ln 5 1845 年
2-3 已知 210Po 的半衰期138.4 d，问1 g的210Po， 其放射性活度为多少Bq？
N
m M
NA
106 210
6.0221023
2.87 1015
A N
ln 2
2.871015 1.66108 Bq
138.4 243600
2-4 用加速氘轰击55Mn来生成56Mn，56Mn的产生率 为5108 s－1，已知56Mn的半衰期为2.579 h，试求轰 击10 h后56Mn的放射性活度。
N10 N0 1 et
106 6.0221023 85% 2.281015 224
2-2 已知 222Rn 的半衰期3.824 d，问1 Ci和103 Bq 的 222Rn 的质量分别是多少？
m N M AT1/2M
NA
N A ln 2
A = 1 Ci = 3.7 104 Bq 时，算得 m = 6.505 10 12 g。 A = 103 Bq 时，算得 m = 1.758 1013 g。
1-5 实验测得241Am和243Am的原子光谱的超精细结构 由六条谱线组成，已知相应原子能级的电子总角动量 大于核的自旋，试求241Am和243Am核的自旋。
j I 所以F 有2I +1个值
即 2I +1 = 6 所以 I = 5/2
1-6 试求半径为 189 Os 核的1/3的稳定核。
ROs r0 A1/3
A P 1 2n
5 108
1
2
10 2.579
4.6u来生成198Au，已知197Au的半 衰期2.696 d，问照射多久才能达到饱和放射性活度的 95%？
A P 1 2n
要使 算得
A 95% P
t = 11.652 d
t
1 2 2.696 95%
27
16
1-3 质子通过1.3×106 V的电势差后，在0.6 T的均匀 磁场中偏转，如果让4He核通过2.6×106 V的电势差后， 在均匀磁场中偏转与以上质子具有相同的轨道，问磁场 应为多少T？
Uq
mv R
2
1 2
mv 2 Bqv
消去
v
R
2mU B2q
已知：
mH : m 1: 4
UqHH
:U 1 : q 1:
:2 2
带入上式得
RH : R 1:1
B 2BH 1.2T
1-4
计算下列各核的半径：
4 2
He
,
107 47
Ag
,
U 238
92
设r0 = 1.45 fm。
R r0 A1 3 fm 则 RHe 1.45 41 3 2.3 fm
RAg 1.451071 3 6.9 fm RU 1.45 2381 3 8.99 fm
6.92 1014
A ln 2 N 14C
ln 2
6.921014
T1/ 2
5730365 243600
2.65103 Bq 0.0716Ci
2-11 某一长毛象肌肉样品0.9 mg，用超灵敏质谱计测量 189 min，得到14C/12C的原子比值6.98×10-14（±7%）， 试问长毛象已死了多少年？若用放射性测量，达到与上法
0.693 4
或者 t 1.9104 lg 5 1841 年
4
2-10 已知人体的碳含量为18.25%，问体重为63 kg的 人体相当于活度为多少贝克勒尔和微居里的放射源。
解：12C与14C含量比为 1：1.21012 ，所以
N
14 C
63
103 18.25% 12
6.022
1023
1
1.2 1012 1.2 1012
解：（a）
Uq
mv R
2
1 2
mv 2 Bqv
v
2U BR
2 1000 0.1 0.182
1.099 105 m / s
（b）
m
BqR v
0.11.6 10 19 0.182 1.099 10 7
2.65 10 26 kg
（c）
A m 1u
2.65 10 26 1.6605387 10
1-1 实验测得某元素的特征K 线的能量为7.88 keV，试求该元素的原子序数Z 。
AZ B
A 5.2 107 S 1/ 2 B 1.5 108 S 1/ 2
又
E h E
h
所以
E AZ B Z E h B 29
h
A
1-2 用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电 势差为1000V的电场中加速。然后在0.1T的磁场中偏转， 测得离子轨道的曲率半径为0.182m。试求（a）离子速度， （b）离子质量，（c）离子质量数。