Задачи к лекции 10.
Рассмотреть реакции
R1 |
++-++e- |
R5 |
0 0+n |
R2 |
03 |
R6 |
0 30 |
R3 |
+→e++e+ |
R7 |
e++e- |
R4 |
K-++→-+p |
R8 |
p e++ |
и разделить их на следующие три категории:
разрешенные всеми известными законами сохранения;
запрещенные каким-либо законом сохранения и никогда не наблюдавшиеся экспериментально
запрещенные каким-либо законом сохранения, но наблюдавшиеся экспериментально и объясняемые тем или иным нарушением закона сохранения.
Ответ:
R1 |
Запрещена законом сохранения лептонного заряда. |
R2 |
Запрещена законом сохранения зарядовой чётности. |
R3 |
Разрешена всеми известными законами сохранения. |
R4 |
Запрещена законом сохранения странности. |
R5 |
Запрещена законом сохранения странности, но наблюдавшаяся экспериментально и объясняемая нарушением этого закона при слабых взаимодействиях (S=1). |
R6 |
То же, что и R5 |
R7 |
запрещена законом сохранения импульса. |
R8 |
запрещена законом сохранения барионного заряда. |
10.2 |
Реакция d+d 0+ никогда не наблюдалась. Чем можно объяснить этот факт. |
|
Ответ: Несохранением изоспина, так как изоспин дейтрона и альфа-частицы равен нулю, а изоспин 0-мезона равен 1. |
10.3. |
В ядерной реакции 10В+nX+4He образуется неизвестное ядро Х. определить его электрический заряд ZX и число нуклонов AX. |
|
Ответ: Из законов сохранения электрического заряда и числа нуклонов имеем:5+0=ZX+2 10+1=AX+4. Следовательно,
ZX=3,
AX=7.
Таким образом, неизвестное ядро – это
изотоп
|
10.4. |
Могут ли странные частицы рождаться по одиночке в реакциях, в которых участвуют только нестранные частицы? Если могут, то приведите пример какой-нибудь реакции. |
10.5. |
Ответ: Могут, если это взаимодействие, где странность не сохраняется. |
|
Найдите порог реакции -+ р 0 + 0 |
|
Ответ:
|
10.6. |
Почему реакция е-+е+ никогда не наблюдалась? |
|
Ответ: Не выполняется закон сохранения импульса. |
10.7. |
Согласно классической электродинамике электрон, движущийся с ускорением, теряет на излучение энергию по закону dE/dt= -k(2e2/3c3)a2, где a –ускорение; e – заряд электрона; c –скорость света; k- постоянная из закона Кулона: k=9109 нм2/кул2. За какое примерно время электрон в атоме, согласно классической теории, должен был бы упасть на ядро? А) 10-10с; Б) 1с; В) 1010с; Г) 1018 лет. |
|
Ответ А). Время падения равно
|
10.8. |
Показать, что в октете легчайших барионов не может быть частиц, состоящих из кварков одинакового аромата uuu, ddd, sss. |
|
|
10.9. |
Исходя из характеристик переносчиков слабого взаимодействия W и Z – бозонов, определить радиус действия слабых сил. |
|
|
10.10. |
Определить частицы Х, образующихся в реакциях сильного взаимодействия: 1) -+pK-+p+X; 2) K-+p0+K0+X |
|
|
10.11. |
Показать, что для частиц октета легчайших барионов JP=1/2+ выполняется следующее правило: у кварков одинакового аромата спины параллельны. |
|
|
10.12. |
В предположении, что сильные и слабые взаимодействия приблизительно постоянны на расстояниях, больших 1 ферми, найдите примерные относительные величины сил взаимодействий (Fадр:Fэл.маг:Fслаб:Fграв ) для двух протонов, разделенных расстоянием, равным 1 ферми. Пользуйтесь любой информацией или аргументацией, имеющейся в вашем распоряжении. |
|
|
.
3. Каким размерам соответствует радиус действия сильного взаимодействия?
А) атома; Б) ядра атома; в) кварка; Г) электрона. Ответ Б).
Параллельный пучок атомов водорода со скоростью ~1км/с рассеивается на узкой щели с шириной в на отстоящем далее на расстоянии 1м экране, на котором образуется некоторая полоса засветки. При каком значении ширины щели полоса засветки будет наиболее узкой? А) 10-6м; Б)10-5м; В) 10-4м; Г) 10-3м.
Ответ А), так как длина волны ат. водорода
6. Радиоактивный распад ядра (A,Z) с массовым числом А и зарядом Z привёл к образованию ядра (A,Z-1). Какая ещё частица вылетела из ядра?
А) протон; Б) нейтрон; В) позитрон; Г)
электрон. Ответ B)
7. Нейтроны тепловых энергий более интенсивно взаимодействуют с ядрами тяжелых элементов. Для снижения энергии нейтронов деления в ядерных реакторах используется реакция упругого рассеяния нейтронов. Какой из перечисленных элементов является наиболее эффективным замедлителем нейтронов?
А) Уран; Б) железо; В) вода; Г) графит. Ответ: В).
8. Имеется три типа реакторов. В реакторах 1-го типа коэффициент размножения нейтронов не зависит от температуры активной зоны. В реакторах 2-го типа коэффициент размножения повышается с повышением температуры. В реакторах 3-го типа коэффициент размножения понижается с повышением температуры. Какой из типов реакторов обладает наибольшим потенциалом безопасности?
А) 1-го типа; Б) 2-го типа; В) 3-го типа; Г) все реакторы в равной степени. Ответ: В).
9. Для охлаждения ядерных реакторов используются вода, свинец, гелий, натрий. При каком теплоносителе можно достичь более высокого значения коэффициента полезного действия реактора? А) вода; Б) гелий; В) натрий; Г) свинец. Ответ: Г).
10. Выгружаемое из активной зоны отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) является источником ,, и нейтронного излучения. Какие из этих типов излучений наиболее опасны при транспортировке ОЯТ? А) и ; Б) n и ; В) и ; Г) n и . Ответ: Б).