nuklearna fizika -...

37
NUKLEARNA FIZIKA Osnove fizike 4

Upload: ngocong

Post on 05-Feb-2018

304 views

Category:

Documents


20 download

TRANSCRIPT

Page 1: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA

FIZIKA

Osnove fizike 4

Atom= jezgra + elektroni

jezgra = protoni + neutroni (nukleoni)

POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE

1896 ndash Becquerel ndash

otkriće radioaktivnosti

1898 ndash Pierre amp Marie Curie

separacija Ra

Tri vrste radioaktivnosti

1911 ndash Rutherford ndash jezgra

je mali centralni dio atoma

1932 ndash Chadwick Curie Joliot

ndash otkriće neutrona

ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA

Preklapanje s drugim granama znanosti

Interes nuklearne fizike

Nuklearna sila

Nuklearna struktura

Nuklearne reakcije

NUKLEARNA SILA

Protoni Kulonska sila ndash odbojna

Gravitacijska sila ndash privlačna

Nuklearna sila

Privlačna

Kratkog i konačnog dosega

Jaka

1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene

mezona

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 2: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

Atom= jezgra + elektroni

jezgra = protoni + neutroni (nukleoni)

POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE

1896 ndash Becquerel ndash

otkriće radioaktivnosti

1898 ndash Pierre amp Marie Curie

separacija Ra

Tri vrste radioaktivnosti

1911 ndash Rutherford ndash jezgra

je mali centralni dio atoma

1932 ndash Chadwick Curie Joliot

ndash otkriće neutrona

ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA

Preklapanje s drugim granama znanosti

Interes nuklearne fizike

Nuklearna sila

Nuklearna struktura

Nuklearne reakcije

NUKLEARNA SILA

Protoni Kulonska sila ndash odbojna

Gravitacijska sila ndash privlačna

Nuklearna sila

Privlačna

Kratkog i konačnog dosega

Jaka

1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene

mezona

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 3: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

POVIJEST NUKLEARNE FIZIKE

1896 ndash Becquerel ndash

otkriće radioaktivnosti

1898 ndash Pierre amp Marie Curie

separacija Ra

Tri vrste radioaktivnosti

1911 ndash Rutherford ndash jezgra

je mali centralni dio atoma

1932 ndash Chadwick Curie Joliot

ndash otkriće neutrona

ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA

Preklapanje s drugim granama znanosti

Interes nuklearne fizike

Nuklearna sila

Nuklearna struktura

Nuklearne reakcije

NUKLEARNA SILA

Protoni Kulonska sila ndash odbojna

Gravitacijska sila ndash privlačna

Nuklearna sila

Privlačna

Kratkog i konačnog dosega

Jaka

1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene

mezona

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 4: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA

Preklapanje s drugim granama znanosti

Interes nuklearne fizike

Nuklearna sila

Nuklearna struktura

Nuklearne reakcije

NUKLEARNA SILA

Protoni Kulonska sila ndash odbojna

Gravitacijska sila ndash privlačna

Nuklearna sila

Privlačna

Kratkog i konačnog dosega

Jaka

1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene

mezona

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 5: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA SILA

Protoni Kulonska sila ndash odbojna

Gravitacijska sila ndash privlačna

Nuklearna sila

Privlačna

Kratkog i konačnog dosega

Jaka

1935 ndash Yukawa ndash nuklearna sila kao posljedica izmjene

mezona

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 6: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

mp = 16726 10-27 kg

mn = 16750 10-27 kg

mn mp asymp 2000 me

mu = u = 166053 10-27 kg = Atomska

jedinica mase

XA

Z

X ndash oznaka za kemijski element

A ndash maseni broj (zbroj protona i neutrona)

Z ndash redni broj (broj protona u jezgri)

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 7: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

Izotopi ndash jednaki Z

Izotoni ndash jednaki N

Izobari ndash jednaki A

Dolina stabilnosti

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 8: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 75

Odredite približnu gustoću atomske jezgre uz

pomoć relacije za polumjer jezgre r=r0A13 gdje je

A atomski broj a r0=12 fm polumjer jednog

nukleona

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 9: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

MODELI ZEZGRI

Kolektivni modeli

Model kapljice

Rotacijski model

Vibracijski model

Modeli nezavisnih čestica

Model ljusaka

Nilsonov model

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 10: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL LJUSAKA

Magični brojevi

Protoni 2 8 20 40 82

Neutroni 2 8 20 50 82

126

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 11: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

MODEL KAPLJICE

Carl von Weisszaker (1935 g) Semiempirijska

formula mase jezgri energija vezanja

EB(Z N)=α1A-α2A23 ndashα3Z(Z-1)A-13-α4(N-Z)2A-1+Δ

Volumni parametar energije

Površinski parametar energjie

Kulonski parametar energije parametar simetrije

Parametar sparivanja

EB(Z N)=ZMH+NMn-M(ZN)c2

EBA asymp 8 MeV

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 12: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

VIBRACIJSKI MODEL

U ravnoteži ndash sferni oblik jezgre

Pobuđeno stanje ndash vibracije oko ravnotežnog stanja

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 13: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA STRUKTURA

ROTACIJSKI MODEL

Djelovanje nuklearne kulonske centrifugalne sile rArr

nesferični oblik jezgre

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 14: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNE REAKCIJE

Sudar upadnog projektila s jezgrom metom rArr rezidualna jezgra + izlazne čestice

Stara klasifikacijabull Direktne reakcije

bull Složene reakcije

Klasifikacija reakcija Elastično raspršenje

Neelastično raspršenje

Kvazielastično raspršenje

Transmutacije

Transfer čestice (pickup amp stripping)

apsorpcija bozona (foton pion kaon)

apsorpcija fotona s emisijom nukleona

radijativni uhvat

apsorpcija fermiona rezultira emisijom neutrina

apsorpcija antičestica - jake interakcije

produkcija bozona - ako protoni dovoljno velike energije pogode jezgru

fragmentacija

fuzija

duboko neelastično raspršenje

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 15: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

RADIOAKTIVNOST

Težnja jezgri k stabilnijim stanjima

Jezgra roditeljJezgre kćeri

Nestabilna jezgra o Inducirani raspado Spontani raspad

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 16: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

RADIOAKTIVNOST

alfa beta

gama

AZXrarr4

2He + A-4Z-2Y

AZX rarr0

-1e-+A

Z+1Y+ν

AZX rarr0

1e-+A

Z-1Y+ ν

AZX rarrγ+A

ZX AZX+0

-1e rarrAZ-1Y

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 17: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 76

238U emitira α-česticu Nova jezgra nasrala radioaktivnim raspadom naziva se X1 i ona se dalje raspada emitirajući β-česticu Nakon te emisije nastaje jezgra X2 Odredite redne brojeve i atomske mase jezgara X1 i X2

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 18: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 77

Kolika je maksimalna energija elektrona emitiranog β-raspadom tricija m3H=301605u m3He=3016030u

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 19: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

RADIOAKTIVNOST

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

N0 = početni broj jezgri

N = broj jezgri koje se još nisu

raspale

l = konstanta raspada

N=N0e-λt

l

2ln21 TVrijeme poluraspada

Aktivnost uzorka teAA l 0

Q-vrijednost reakcije = razlika energija mirovanja na

početku i na kraju reakcije

Ekvivalencija mase i energije

E=mc2

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 20: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

RADIOAKTIVNOST

Nuklearna karta

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 21: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 78

Izračunajte defekt mase i pripadnu energiju

vezanja za jezgru helijevog atoma

m(4He)=10026u

m(p)=1007825u

m(n)=1008665u

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 22: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 79

Snop od 109 termalnih neutrona brzine 2200 ms

prolazi kroz vakuum put od 22 m prije nego što

udari u metu Koliko će se neutrona spontano

raspasti na putu do mete ako je vrijeme

poluraspada slobodnog neutrona 12 minuta

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 23: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 80

Kad su neutroni slobodne čestice njihovo vrijeme

poluraspada je 128 minuta Odredite udaljenost

za koji će snop neutrona energije 5 eV izgubiti

polovinu neutrona

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 24: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 81

Radioaktivni element čije je vrijeme poluraspada 100 dana emitira β-čestice energije 810-14 J Β-

čestice apsorbira uređaj koji pretvara njihovu

kinetičku energiju u električnu s efikasnošću 5

Koliku je količinu tvari tog elementa potrebno

staviti u uređaj da bi generirana električna snaga

bila 5W

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 25: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 82

Dok je organizam (biljka životinja čovjek) živ

specifična aktivnost radioaktivnog izotopa 14C u

njemu je stalno oko 250 Bqkg Kada organizam

prestane živjeti više ne uzima ugljik iz prirode

te se količina 14C zbog radioaktivnog raspada s

vremenom smanjuje Odredite koliko je star

drveni predmet čija je sadašnja specifična

aktivnost 190 Bqkg Vrijeme poluraspada 14C je

5570 godina

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 26: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 83

Točkasti izvor 137Cs aktivnosti 74 MBq nalazi se

u betonskom štitu Koliki je tok gama zraka na

površini štita 196 cm daleko od izvora

Koeficijent atenuacije gama-zraka u betonu je

0185 cm-1

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 27: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 84

Odredite starost uzorka drveta ako je poznato da

je aktivnost jednog grama ugljikadobivenog izgaranjem tog uzorka 148105 Bq Pretpostavite da je omjer broja jezgara izotopa 12C i 14C u Zemljinoj atmosferi konstantan već tisućama godina i da iznosi 106 Vrijeme poluraspada izotopa 14C je 5568 godina

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 28: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 85

U reaktoru se konstantnom toku reaktora izloži

neki izotop Neutronskom aktivacijom proizvodi

se konstantnom brzinom n atoma radioaktivnog izotopa u sekundi čija je konstanta raspada λ

Treba odrediti ovisnost broja radioaktivnih

atoma o vremenu ozračivanja neutronima

Zanemarite neutronsku aktivaciju radioaktivnog

izotopa

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 29: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA FISIJA

1 2

1 2

235 236

92 92

A A

Z ZU n U X Y n

bullNuklearni reaktori

(elektrane) - kontrolirano

bullnuklearne bombe -

nekontrolirano

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 30: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 86

Kolika je masa 235U koji se raspao fisijom ako je fisijom te mase odlobođena energija 3241016 J Prosječna energija po fisiji je 200 MeV

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 31: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

NUKLEARNA FUZIJA

2 2 3

1 1 2

2 2 3 1

1 1 1 1

H H He n

H H H H

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 32: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 87

Kolika se energija oslobađa fuzijom dviju jezgara

deuterija u jezgru helija (md=2014102u

mHe=4002603u)

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 33: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 88

Da bi došlo do fuzije potrebno je da jezgre

svladaju odbojni kulonski potencijal i dođu

međusobno u doseg nuklearnih sila Ocijenite

potrebnu temperaturu plazme deuterija dovoljnu

da dođe do fuzije Pretpostavite da je doseg nuklearnih sila 210-15 m

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 34: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

Fotoelektrični efektComptonovo raspršenje

Produkcija parova

2

max

1

2i eh W m v 1 cos

e

h

m cl l l e e

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 35: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 89

Elektrone pri fotoefektu na platini zaustavlja

potencijal 08 V Nađite valnu duljinu svjetlosti

koja je uzrokovala fotoefekt Izlazni rad za

platinu je 53 eV

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 36: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

INTERAKCIJA ELEKTROMAGNETSKOG ZRAČENJA

S TVARI

0

xI I e

Intenzitet upadnog zračenja

1 2

ln 2d

poludebljina

Intenzitet prolaznog zračenja

Koeficijent

apsorpcije

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu

Page 37: NUKLEARNA FIZIKA - kolegij.fizika.unios.hrkolegij.fizika.unios.hr/of4/files/2011/02/NUKLEARNA-FIZIKA.pdf · ČIME SE BAVI NUKLEARNA FIZIKA? Preklapanje s drugim granama znanosti Interes

ZADATAK 90

Kolika je debljina olova koja intenzitet gama-

zračenja energije 066 MeV smanji 10 puta

Omjer koeficijenta atenuacije olova i gustoće

olova za tu energiju je 01 cm2g a gustoća olova

je 11300 kgm3 Koliki je srednji slobodni put tih

fotona u olovu