原子核物理第二版习题答案杨福家复旦大学出版社

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第一章

1-3.试计算核素He和Li,并对比结合能之差别作讨论。

1-4.试计算Zr,Zr,Zr,三个核素的中子分离能;比较这三个分离能,可得出

什么重要结论?

1-5.求出U的平均结合能;如果近似假定中等质量原子核的平均结合能为8.5MeV,试估计一个U核分裂成两个相同的中等原子核时,能放出多少能量?

1-6.试由质量半经验公式,试计算Ca和Co的质量,并与实验值进行比较。

1-7.利用质量半经验公式来推导稳定核素的电荷数Z与质量数A的关系式,并与β稳定线的经验公式作比较?

1-8.试利用镜核(A相同,中子数N和质子数Z互换的一对核)N和C质量差以及质量半经验公式来近似估算原子核半径参量r。

1-11.在核磁共振法研究原子Mg的基态(Iπ=5/2+)的磁特性实验中,当恒定磁场的强度B0=5.4×103Gs以及高频磁场的频率为v=1.40MHz时,发现了能量的共振吸收,试求gI因子及核磁矩。

1-12.假定核电荷Ze均匀分布在两个主轴分别为a和c(c沿对称轴)的旋转椭

球内,试推导公式(1.6.6)。(Q=2

Z(c2-a2))

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第二章

2-1.核力有哪些主要性质?对每一种性质,要求举一个实验事实。

2-3.试计算从N 715O 816F 917

中取出一个质子所需的能量;并进行比较,从中可得出

什么结论?

2-4.由质量半经验公式估算O 17和F 17的基态质量差,并与实验值比较。(r0取1.4fm )

2-5.根据壳层模型决定下列一些核的基态自旋和宇称:He 23,Li 37,Mg 1225,K 1941

,Cu 2963,Kr 3683,Sb 51123,Pb 82209

.

2-6.实验测得He 25的最低三个能级Iπ为3/2-(基态),1/2-和3/2+;测得Ni 2857

的最低4个能级的Iπ为3/2-(基态),5/2-,1/2-和7/2-,试与单粒子壳模型的预言相比较,并对比较结果作出定性说明。

第三章

3-1.一个放射性核素的平均寿命为10d ,试问经过5天衰变的数目以及在第五天内发生衰变的数目是原来的多少(百分比)?

3-2.已知1mg U 238每分钟放出740个α粒子,试计算1g U 238的放射性强度(T=4.5*10^9年)。

3-3. Co 60是重要医用放射性同位素,半衰期为5.26年,试问1g Co 60的放射性强度?100mCi 的钴源中有多少质量Co ?

3-4.活着的有机体中,C 14

和C 12的原子数比与大气中是相同的,约为1.3*10^-12。

有机体死亡后,由于C 14的放射性衰变,14C 的含量就不断减少,因此,测量每克碳的衰变率就可计算有机体的死亡时间。现测得:新疆古尸骸骨的100g 碳的β衰变率为900次/min ,试问该古尸已有多久历史?(14C 衰变期为5730年)

3-5.用氘轰击Mn 55可生成β-放射性核素Mn 56,56Mn 的产生率5*10^8/S ,已知56Mn 的半衰期2.579h ,试计算轰击10小时后所产生的56Mn 放射性强度。

3-7.(1)从3.1.9出发,讨论当λA<λB 时,子体NB (t ),在什么时候达极大值(假定NB (0)=0)?(2)已知钼锝母牛有如下衰变规律:

临床中利用同质异能素Tc 99m 所放的γ(141keV )作为人体器官的诊断扫描。试问在一次淋洗后,再经过多少时间淋洗Tc 99m 时,可得到最大量的子体Tc 99m 。

3-9.Po 210核从基态进行衰变,伴随发射出两组α粒子:一组α粒子能量为5.30MeV ,放出这组α粒子后,子核处于基态;另一组α粒子能量为4.50MeV ,放出这组α粒子后,子核处于激发态。计算子核由激发态回到基态时发出的γ光子能量。