核辐射探测学

《核辐射探测学》研究生课程习题与思考题

第一套

1. 当电子的速度为

2.5×108m/s 时，它的动能和总能量各为多少MeV ？

2. 已知32P ，14C ，238U 的半衰期分别为14.26d,5370a,4.468×109a ，试求它们的衰变常数（以s -1为单位）。

3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出 功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？

4. 确定下列核反应中的未知粒子x :

(a) 188(,)O d p x ， (b) 8739(,)x p Y α ， (c) 123124

5253(,)Te x d I 。

5. 试计算234U 和241m A 的裂变阈能。

第二套

1. 已知： △（92，238）= 47.307MeV ； △(92,239) = 50.572MeV ； △ ( 92, 235) = 40.916MeV ； △(92,236)= 4

2.442MeV ； 试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。

2. 计算下面1.0Ci 的放射源的原子核数？

（a ）18F ； (b)14C ； (c)222Rn ； (d)235U 。

3. 设Bb （A,Z ），Bb （4He ），Bb （A-4，Z-2）分别为母核、α粒子、子核的结合能，试证明 4Bb(A-4,Z-2)+Bb(He)-Bb(A,Z)Q α=。

4. 能量为6MeV 的质子投射到静态的12C 核上，试求质心的运动速度，取质子

的质量为1u 。

5. 设一个聚变堆的功率为100万kW ，以d+T 为燃料，试计算一年要消耗多少

氘？这么大功率的电站，若改用煤作燃料，则每年要消耗多少煤（煤的燃料热约为3.3×710 J/kg ）？

第三套

1. 当质子在球形核里均匀均匀分布时，原子核的库仑能为：

203(1)54C e Z Z E R

π-=ε Z 为核电荷数，R 为核半径，r 0 取1.5×10-15m 。试计算13C 和13N 核的库

仑能之差。

2. 1000cm 3海水含有0.4g 的K 和1.8×10-6g 的U 。假定后者与其子体达到平衡，

试计算1000cm 3海水的放射性活度。

3. 已知M （7Be ）=7.016929u ，M （7Li ）=7.016004，求7-7Be+e Li υ→+过程中

子核7Li 和中微子的能量和动量。

4. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材

料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207.21，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。

5. 计算下面聚变反应 23411120e H H H n +→+ 产生的能量，并利用上面的结果，

计算一个100兆瓦的电厂一年需要多少氘（2H ）和 氚 (3H ) ？

第四套

1. 计算42K 原子核每一个核子的平均结合能？

2. 假定活植物体中14C 与12C 的原子数之比为：1.2：1012达到，T 1/2（14C ）=5730a 。

考古工作者将某古代遗址中一块木头碳化后，测得每克碳的衰变率为3.5dpm ，试估算次古代遗址距今多少年？（dpm 指每分钟衰变的原子核数）

3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出 功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？

4. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材

料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207.21，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。

5. 计算下面聚变反应 23411120e H H H n +→+ 产生的能量，并利用上面的结果，

计算一个100兆瓦的电厂一年需要多少氘（2H ）和 氚 (3H ) ？

第五套

1. 质子、中子和电子的自旋都为1/2，以147N 为例证明：原子核不可能由电子和质子组成，但可以由质子和中子组成。

2. 放射性活度分别经多少个半衰期以后，可以减少至原来的

3%,1%,0.1%,0.01%?

3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出

功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？

4. 能量为6MeV 的质子投射到静态的12C 核上，试求质心的运动速度，取质子的质量为1u 。

5. 235U 俘获一个热中子时，分裂成两个碎片，其质量数分别为96和140。设两碎片的总动能为165MeV ，试计算每一个碎片的动能和速度。

第六套

1. T=25℃, P =1.03×105Pa 时，S + O → SO 2的反应热Q=296.9kJ/mol ，试

计算生成1mol 的SO 2时体系的质量亏损。

2. 已知226Ra 的T 1/2=1.6×103a,原子质量为226.025u ，求1g 226Ra （不包含子体）

每秒钟发射的α粒子数。

3. 已知M （7Be ）=7.016929u ，M （7Li ）=7.016004，求7-7Be+e Li υ→+过程中子核7Li 和中微子的能量和动量。

4. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207.21，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。

5. 设一个聚变堆的功率为100万kW ，以d+T 为燃料，试计算一年要消耗多少

氘？这么大功率的电站，若改用煤作燃料，则每年要消耗多少煤（煤的燃料热约为3.3×710 J/kg ）？

第七套

1. 1kg 的水从0℃升温至100℃，质量增加了多少？

2. 经过多长时间，在500g 纯U 中累积的Pb 可以达到10g?

3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？

4. 自然界硼的密度N=0.128⨯2410atoms/c 3m ,对能量 E=0.025e V 的中子俘获截面c σ=764b ，散射截面s σ=4b 。

（a ）计算0.025eV 的宏观俘获、散射和总作用截面。

（b ）0.025eV 中子束穿过1mm 和1cm 厚的硼时分别衰减多少？

（c ）假设俘获截面是1/ν规律，计算0.0025eV 和100eV 中子在硼中的宏观截

面。