如果出现文字缺失,格式混乱请取消转码/退出阅读模式
【核潛艇中U238核的半衰期為4.5×10^9年,衰變中有0.7%的概率成為U234核,同時放出一個高能光子,這些光子中的93%被潛艇鋼板收。1981年,前蘇聯編號U137的核潛艇透
到艇外的高能光子被距核源(處理為點狀)1.5m處的探測儀測得。儀器正入
面積為22cm^2,效率為0.25%(每400個入
光子可產生一個脈衝訊號),每小時測得125個訊號。
①求U238核的平均壽命(ln2=0.693)。
②求該核潛艇中U238的質量(單位kg,取2位數)】讀完題目,陸舟心中輕聲一嘆。
不愧是被往屆前輩們封為“物院四惡魔”的李教授,一出手就是這種題目嗎?
話說,下個週一才開第一堂大物課,直接拿這種打超綱擦邊球的核物理知識考自己,真的沒問題?
“要不找個地方坐著算?”
“不用了,就在這吧。”接過了李教授隨手遞來的筆和草稿紙,陸舟站在辦公桌旁邊,皺緊眉頭,思索了片刻。
物理確實不是他擅長的領域。
不過,經過了一個暑假的爆肝式學習,站在這裡的他無懈可擊!
大概五分鐘過去,陸舟眉頭一鬆,筆尖唰唰唰地動了。
【放核素的衰變規律:N=N0e^(-λt)衰變常數與半衰期的關係為:N0/2=N0e^(-λT1/2),由此可得T1/2=ln2/λ】寫下這兩行算式,陸舟目光微微閃爍。
他已經成功將物理問題變成了高數問題。
接下來,就是逐個擊破!
首先第一問!
筆尖在A4紙上飛快遊走。
【(1)放核素的平均壽命t=∫λNtdt/N0=……=1.1443T1/2代入數據可得,t=6.49*10^9年。】掃了眼那張A4紙,李榮恩教授眉
挑了下,眼中浮現一抹有趣的神
。
並沒有注意到李教授表情的變化,注意力高度集中在紙上的陸舟,開始繼續解答下一問。
【由題幹信息可解得,在dt時間衰變成U234所產生的高能光子數量為-dN·n0=n0λNdt再設光子穿過鋼板的效率為n1,算出dt時間內穿過鋼板的光子數為dN1=n0λNdt·n1進入探測器的光子數……
探測器中產生的信號數……
算得潛艇中的U238數量,並且由此計算U238核的數量。】陸舟代入所有數據,算出潛艇中U238核的數量N=7.456*10^25。