原子核物理试卷10套.pdf

第 1 页 共 13 页 原子核物理原子核物理 试卷试卷 A A 试简述下列物理概念 20 分 1 深度非弹性散射 2 同位旋 3 复合核 4 长射程 粒子 壳层模型之所以成立的主要依据有哪些 它的基本思想是什么 并举两个用壳 层模型解释实验现象较成功的例子 10 分 用某一能量的 124 C 轰击 209Bi 靶 得 210Po 的生成率为 31 1 6 10 S 已知束流强度 为0 1 A 靶厚为 2 340 gcm 薄靶 求反应截面 10 分 快中子照射铌靶时 能发生反应 9392 2 m Nb nnNb 1 2 92 10 15 m Td Nb 已知 铌靶面积为 2 3cm 厚度为0 1cm 靶面垂直于中子束 求铌靶经通量密度为 1021 10 cm s 的 14MeV 中子照射 8 小时后 再冷却 20 天后的放射性活度 已 知 该 反 应 截 面935mb 3 8 57 Nb gcm 93Nb 丰 度 为100oo 15 分 226Ra 是 238U 衰变的产物 在铀矿中每 6 2 8 10 个 238U 原子便伴有一个 226Ra 原 子 若已知 226Ra 的半衰期 226 1 2 1620TRa 年 而 238U 的半衰期远远大于 226Ra 的半衰期 试求 238U 的半衰期 10 分 对 23 H d p H反应 已知入射氘核能量1 2 d EMeV 质子与氘核运动方向成直 角飞出去 并具有能量3 30 p TMeV 试求核反应的反应能 10 分 95Zr 的衰变纲图如下图 试根据 衰变和 跃迁的选择定则判断每一 衰变的衰 第 2 页 共 13 页 变级次和每一 跃迁的跃迁类型 15 分 试求活度 1 0 毫居里的 59Fe在 1 秒钟内发射的每一能量的光子数和内转换电子的 数目 59Fe核衰变纲图如下图 各 光子的内转换系数等于 4 1 1 8 10 4 2 1 4 10 和 3 3 7 10 发射 2 和 3 的几率之比等于1 15 10 分 第 3 页 共 13 页 试卷试卷 B B 卷 卷 一 简述下列物理名词 15 分 1 削裂反应 2 全融合反应 3 镜像核 4 轨道电子俘获 二 简述液滴模型的实验基础 液滴模型的基本思想和成功应用液滴 模型的两个例子 15 分 三 实验测得的低激发能量依次为 49 8keV 163keV 333keV 555keV 试求它们的自旋和宇称 并确定它们向下的 跃迁的多 极性 10 分 四 用加速氘轰击来生成 的生产率为 5X 已 知 的半衰期为 2 579h 试求轰击 10h 又冷却 4h 后的 放 射 性 活 度 并 写 出 此 核 反 应 的 反 应 方 程 式 15 分 五 设一核有大致等距分布的四条能级及其特性从下向上依次为 第 4 页 共 13 页 试画出能级图 标明最可能发生的跃迁类型 10 分 六 根据壳模型判断下列跃迁的级次 15 分 1 2 已知质子 中子能级排列顺序 七 用能量为 1 15MeV 的氘引起反应在方向测 得 粒子能量为 6 37MeV 试求反应能 Q 10 分 八 用某一能量的轰击靶 得的生成率为 已知束流强度为 靶厚为 薄靶 求反应截面 10 分 第 5 页 共 13 页 试卷试卷 C C 卷 卷 1 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 应能级的电子总角动量大于核的自旋 求 241Am 和243Am 核的自旋 20 分 2 某放射性核素既有 放射性 又有 放射性 实验测得 放射性强度 I 随时 间 t 的衰变如下表所示 试求考虑到两种衰变时 核素的半衰期 20 分 t min 0 1 2 4 6 8 I 1000 795 632 398 251 159 3 衰变和 衰变都会放出带电粒子 且半衰期都比较长 试分析他们半衰期 长的物理原因 20 分 4 实验测得Sb 120 51 有 a 两组 电子 0 52MeV logfT 1 2 5 5 1 70MeV logfT1 2 4 5 后者为至基态之跃迁 b 一条 射线 其能量为 1 18MeV 属于 E2 型 给出 各能级的自旋和宇称 并画出衰变纲图 20 分 5 实验测得Th 232 90 的低激发态的能量依次为 49 8keV 163keV 333keV 555keV 试 求 他 们 的 自 旋 和 宇 称 并 确 定 他 们 向 下 跃 迁 的 多 极 性 20 分 6 快中子照射铝靶时 能发生反应MgpnAl 2727 AlMg MinT2746 9 27 2 1 已知铝的靶面积为 2x5cm2 厚度为 1cm 靶面垂直于中子束 铝靶经通量密度 为 107cm 2s 1 的快中子长期照射后 经过 18 9min 还有 4 18x102 Ci 的放射性 求该反应的截面 20 分 7 分析 MeV 能区的 射线与 NaI 探测器的相互作用以及不同作用对所测的能谱 的 影 响 第 6 页 共 13 页 2 0 分 8 我们知道目前已知的有四种相互作用 电磁相互作用 万有引力相互作用 弱相互走作用和强相互作用 请分析这四种相互作用与 和 衰变得关系 10 分 试卷试卷 D D 卷 卷 1 质子轰击 7Li 靶 当质子能量为 0 44 1 05 2 22 和 3 0MeV 时 观 察到共振 已知质子和 7Li 核的结合能为 17 21MeV 试求形成的 复合核能级的激发能 20 分 2 实验测得 159Tb 的最低三个能级地能量 自旋和宇称如下 0 2 3 58ke V5 2 137keV 7 2 试 求9 2 能 级 的 能 量 20 分 3 简述液滴模型 壳模型以及集体模型的物理内涵 实验依据以及 成功之处 20 分 4 已知 15N 的结合能为 115 49MeV 15O 的 衰变能为 1 73MeV 中 子 的 衰 变 能 为0 78MeV 求 15O 的 结 合 能 20 分 5 试得出三种 衰变发生所需满足的能量条件 20 分 第 7 页 共 13 页 6 为什么 衰变的半衰期强烈依赖于出射 粒子的能量 20 分 7 请总结核力的性质 10 分 8 对 MeV 能区的 射线 NaI 探测器的最好的能量分辨一般为 7 左 右 请说明其中的物理原因 20 分 试卷试卷 E E 卷 卷 一 简述下列物理名词 15 分 1 内转换 2 细致平衡原理 3 角关联 4 长射程 粒子 二 1 试述集体运动模型的基本思想及偶偶核集体运动能级的特点 2 试述液滴模型的实验基础 液滴模型的基本思想 并举出用液滴模型 成功解释的两个实验 20 分 三 试 由 壳 层 模 型 判 断 下 列 核 基 态 自 称 和 宇 称 10 分 17 8 B 10 5 Pb 208 82 四 95Zr 衰变纲图如右图试判断每一 衰变的衰变类型及每一 跃迁的跃迁级次 15 分 五 1 用 20 A 的 3 5MeV 的质子束轰击厚为 5 0mgcm 2 7Li 靶 通过7Li p n 7Be 反应产生放射性核素7Be 己知 7Be 的半衰期为 53 29 天 设此反应 第 8 页 共 13 页 截面为 300mb 试求轰击 5 小时后 又冷却 20 天后的放射性活度 2 若 己 知 此 反 应 Q 1 644MeV 试 求 O0 方 向 中 子 的 能 量 25 分 六 211Bi 衰变至207Tl 放出两组 粒子 其能量分别为 E 0 6621keV E 1 6274keV 试 求 207Tl 放 出 射 线 的 能 量 并 画 出 此 衰 变 纲 图 15 分 试卷试卷 F F 卷 卷 一 是非题 是画 号 非画X号 30 分 1 核自旋为零时 原子能级不发生超精细结构分裂 2 长椭球核的电四极矩 Q 0 球形核的 Q 0 扁椭球核的 Q 0 3 在放射性衰变中 衰变常数和半衰期是两个各自独立的物理量 4 根据液滴模型 同位素的 衰变的能随质量数增大而增大 5 衰变中 母子核的宇称不变 6 当激发态和基态的自旋差 0 时 不能发射 光子 只能发射内转换电 子 7 跃迁能量越大 穆斯鲍尔效应越强 8 根据壳模型理论 同一主壳层内能级的宇称相同 9 核反应中 实验室系的出射角一般小于相应的质心系的出射角 10 复合核蒸发出的粒子的角分面 在实验室系中不是 90 0对稳 就是各身同 性 二 已知 216Po 衰变时 粒子的动能 E K 5998keV 试计算反冲核的动能 ER 并求 出 衰变能E 10 分 三 填 写 下 列 能 级 图 的 自 旋 和 宇 称 或 跃 迁 多 极 性 10 分 四 半 径 为 189Os 核的1 3的 稳 定 核 是 什 么 核 10 分 五 从 13C 核中取出一个中子或质子 哪一种需要能量大 试分析其原因 第 9 页 共 13 页 10 分 六 根 据 壳 模 型 和 衰 变 理 论 判 断 下 列 跃 迁 的 级 次 10 分 七 用能量为 1 51MeV 的氘引起 11B d 9Be 反应中 在 900方向测量得 粒 子能量为6 37MeV 试求反应Q 10 分 八 已知 19F p n 19Ne 反应的剩余核19Ne 有 放射性 其 的最大动能为 2 2MeV 并 知 中 子 的 衰 变 能 为 0 78MeV 求 19F p n 19Ne 的 反 应 能 Q 10 分 试卷试卷 G G 卷 卷 一 简术下列物理概念 20 分 1 核素的质量过剩 2 轨道电子俘获 3 穆斯鲍尔效应 4 长射程 粒子 二 简述原子核集体运动模型的实验基础 基本思想及集体运动模型 应用成功的两个例 15 分 三 用能量 1 51MeV 的氘引起反应 11B d 9Be 在 90 方向 测 得 粒 能 量 为6 37MeV 试 求 反 应 能Q 15 分 四 207Pb 核能级特性从下而上依次为 1 2 5 2 13 2 7 2 试 画 出 能 级 图 标 明 最 可 能 发 生 的 跃 迁 类 型 第 10 页 共 13 页 15 分 五 根据原子核壳模型和 衰变理论 判断下列 跃迁的级次和子 母 核基态的自旋 宇称和同位旋 55 26Fe 55 25Mn 3 1H 3 2He 15 分 六 1cm 厚为 0 5cm 的金片被通量密度为 1012 cm 2 s 1 的热中子垂 直照射圆面 5min 通过 197Au n 198Au 反应 生成198Au T1 2 2 7d 已知该反应的截面为 98 7b 金的密度为 19 3g cm 3 试 求 照 射 结 束5天 时 此 金 片 的 放 射 活 度 20 分 G G 卷 卷 一 简述下列物理名词 20 分 1 削裂反应 2 内转换 3 镜像核 4 轨道电子俘获 二 简答液滴模型的实验基础 液滴模型的基本思想和成功应用液滴 模型的两个例子 10 分 三 实验测得 232Th 的低激发能量依次为 49 8KeV 163KeV 333 KeV 555 Ke 试求它们的自旋和宇称 并确定它们问下的 r 跃迁的多极 性 10 分 四 用加速氘轰击 55Mn 来生成56Mn 56Mn 的产生率为 5 108S 1 已知56Mn 第 11 页 共 13 页 的半衰期为 2 579h 试求轰击 10h 又冷却 4h 后 56Mn 的放射性活 度 并 写 出 此 核 反 应 的 反 应 方 程 式 15 分 五 设一核有大致等距分布的四条能级其能级特性从下向上依次为 试画出能级图 标明最可能发生的跃迁类型 10 分 六 根据壳模型判断下列 跃迁的级次 1 2 已知质子 中子能级排列顺序 1 S 1 2 1 P3 2 1 P1 2 1 d5 2 2 S1 2 1 d3 2 1 f7 2 2 P3 2 1 f5 2 2 P1 2 1g9 2 15 分 七 用能量为 200 KeV 的氘引起反应 2D d n 3He 在 900方向测得 n 粒 子 能 量 为14 9 MeV 试 求 反 应 能Q 10 分 八 用某一能量的 12C4 轰击209BI 靶 得210P 0的生成率为 1 6 10 3S 1已知束流强度为 0 1 A 靶厚为 340 g cm 2 薄靶 求 反应截面 10 分 H H 卷 卷 1 实验发现铋的 472 2nm 的谱线分裂成六条 472 2nm 对应于 D3 2与 S1 2 第 12 页 共 13 页 之间的跃迁且 D3 2的四个子能级的间距比是 6 5 4 求核的自旋 20 分 2 已知两个放射体的递次衰变 即HgAuPt hh200 80 81 0200 79 6 12200 78 求几天后子 母体放射性活度关系 10 分 3 简述核力的性质 10 分 4 简 述 实 验 发 现 的 衰 变 的 物 理 规 律 并 给 出 物 理 解 释 20 分 5 对于反应MeVBedB8 17 810 当氘的能量为 0 6MeV 时 在 900 方向上观测到四种能量的 粒子 12 2 10 2 9 0 7 5MeV 试求Be 8 的激发能 20 分 6 试 判 断3 2 7 2 3 2