原子核物理歷年真題

蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2001（1）β穩(wěn)定 （2）質(zhì)量過（3）鏡像 （4）散射截（5）分二、試述液滴模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，液滴模型的基本思想，并舉兩個(gè)液滴模型應(yīng)用較成功的例子。（15分）124的靶轟擊209Bi靶，得0Po的生成率為.6×103s-1，0.1μA340μgcm2（薄靶（10分）40ββββ40ββββ72和γ躍遷的選擇定則，判斷每一β衰變的272129 五、對2H(d,p)3H反應(yīng)，已知氘核能量Td=1.2MeV質(zhì)子與氘核運(yùn)動方反應(yīng)能。（15分）（子能級排列次序：1/21；12；1/22；d2；1； 七、226Rb是238U衰變的產(chǎn)物，在鈾礦中每2.8×106個(gè)238U原子便含一個(gè)226Rb原子，若已知226Rb的半衰T1/2（226Rb）=1620年，而238U的半衰期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于226Rb的半衰期，試求238U的半衰期。（15分）八、試求1.0毫居里的59Fe1秒鐘內(nèi)發(fā)射的每一能量的γ光子數(shù)和內(nèi)轉(zhuǎn)換電子的數(shù)目。59Fe核素的衰變綱圖如右圖。各γ光子的內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)等于1.8×18-4（Y1）1.4×10-4（Y2）和7.0×10-3（Y3，發(fā)Y2Y3的幾率之比1:15（15分59ββ2β1A的什么區(qū)域中。（15分）*注：四、五、六、七、八、九題任選四蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2002一、解釋下列物理名詞（任選四題（20分（1）質(zhì)量虧 （2）鏡像（3）短射程α粒 （4）雙β衰（5）反應(yīng)截二、試列舉出幾個(gè)原子核內(nèi)不可能含有電子的。（10分的條件。（10分）5652四、已知65Zn衰變綱圖如56525的衰變級次及γ躍遷的類型（10分 320=5304MeV （α1）=4524MeV，前者相應(yīng)為母核基態(tài)衰變至子核基態(tài)，后并畫出此衰206Pb（10分）六、用能1.51MeV的氘產(chǎn)生11B(d,α)9Be反應(yīng)，在θ=90°方向上，測出α粒子能量6.37MeV，試求反應(yīng)能。（10分）七、試確定下列核反應(yīng)中的未知粒子。（10分6Li(n,88 八、能量為77MeV的12C4離子轟擊179Au靶，在θ=12°方向上探測到12C的計(jì)數(shù)率dN′=260s-1，已知實(shí)驗(yàn)條件：探測器孔徑φIe=0.01μA,D=400μgcm-2，求σ（θ）=？（e=1.6×10-19C）(10分九、用氘轟擊55Mn可產(chǎn)生β-放射性核素56Mn，56Mn的出生5×108/放射性活度。（10分）十、試由殼層模型判斷下列核基態(tài)的自旋，宇稱和同位9

16 （已知質(zhì)子、中子能級排列次序依次1D5/2……（10分）蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2003年一、回答下列問題：（5分2的磁量子數(shù)m的取值有哪些扁橢球形原子核的電四極矩是正值還是負(fù)值某體系狀態(tài)的波函數(shù)為Ψ(x)=Ψ(-x)均各為多少？地殼中存在的主要天然放射系是哪幾個(gè)判斷下列核中哪些互為鏡像核12C,13N,13C,23Al,23Na,23Ne,23Mg,27Al,26Si, 14 寫出β衰變?nèi)菰S躍遷的選擇定β衰變有哪幾種方式？寫出對應(yīng)的衰 0.463MeV，源物質(zhì)原子的K殼層的電離能為12.60keV，K殼層利用γ躍遷的選擇定則判斷下列兩個(gè)躍遷的類型 — —二 111111 23. amu2 11三、已知21Bi是α衰變核，發(fā)出的α6.623于衰變到子核基態(tài)，求衰變能及子核的反沖能各為多少？（20四、一金屬鈾靶完全被平行熱中子束輻照，其中235U含量為0.714%，其余為238U（重量百分比。靶面積為1cm2，靶厚0.5cm，中子通量為1012中子/秒·厘米2235U在熱中子轟擊下裂變。裂片碎片中有135I，生成微觀截面σ135I=32.5b；135I是放射核，衰變半6.7小時(shí)，問靶6.7小時(shí)時(shí)，靶內(nèi)135I的原子濃度是多少？U靶的密度為：19克/厘米3.（10分）五、114Inm具有半衰期為49天的同質(zhì)異能躍遷衰變，躍遷能量為0.192MeV分支比為96.5%，由此異能態(tài)直接經(jīng)軌道電子俘獲衰114Cd的該激發(fā)態(tài)經(jīng)二次級聯(lián)γ衰變至基態(tài)，γ能量先后為0.722與0.556MeV114Inm的同質(zhì)異能躍遷的分支衰變至114In基態(tài)后 通過四個(gè)分支衰變，其平均半衰期為72秒。一支β+為衰變，衰變至分支比為0.004%，β+粒子最大0.400MeV；另一支衰變至114Cd的基態(tài)，方式為軌道電子俘獲，分支比為1.9%；第三個(gè)分支為β—衰變，衰變至子核114Sn的第一激發(fā)態(tài)，分支比為0.09%，β—0.675MeV；114Sn的第一激發(fā)態(tài)能級為1.300MeV；第四至為β+，躍遷至114Sn的基態(tài)，分支比為98.0%β六、通過74Se(n,p)74As反應(yīng)產(chǎn)生74As的基態(tài)核，求該反應(yīng)的反應(yīng)能及產(chǎn)生該反應(yīng)的反應(yīng)閾能。已知：mn=1. amu； amu；m74As=73.923908amu.（20分）七、一種新型γ探測器稱為Clover探測器，它實(shí)際上由四個(gè)高純鍺間有薄的鍺離層，每個(gè)探測器各獨(dú)立有放大器及信號輸出，若在該裝置的中心軸線的外延線上放一單能γ弱源，四個(gè)探測測得γ全能普的峰源效率與僅用其中一個(gè)高純鍺探測器測得γ能譜的本征效率與其中一個(gè)高純鍺探測器測得γ能譜（10分（不說明理由不給分多薄 多*Clover探測器示意 Clover探測蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2004一、回答下列問題：（每小8分舉例說明何為“同中子素”？何為“同量異位子，哪些是玻色子？1H:1/2:4He0:10B:3:25Mg5/2:176Eu:7209Bi:9/已知某放射性核素半衰期為T1/2=693分。它的衰變常數(shù)λA、B、C三個(gè)核素組成級聯(lián)衰變，即A→B→C。若A的半衰T1長于B的半衰T2，Ct=0計(jì)算27Al的核子的總結(jié)和能。已知：27Al的原子量為位均為amu。何為“鏡像核”舉出一個(gè)鏡像核的例子說明中微子和微子的區(qū)別寫出β衰變?nèi)菰S躍遷的選擇定則判斷下列γ躍遷的類型 - -

64Cu（Z=29）以軌道電子俘獲方式衰變的占0.6%，衰變19%，衰變到64Ni的基態(tài)。β+最大能量為0.654MeV。其余為其他衰變方式。僅就給出的兩種衰變方式畫出64Cu的部分二、235U半衰7.0×108年，238U的半衰期3.5×109年?，F(xiàn)在235U與238U在地球上1:139。問在多少年前地球上兩者的豐度比為1:69.5？（本題15分）三、86Rb由自旋與宇稱為2—的基態(tài)經(jīng)β—衰變至86Sr的第一激發(fā)態(tài)。該此γ為E2（1）問86Rb第一激發(fā)態(tài)的自旋和宇稱為何？86Rb的β衰變是容許躍遷還是禁戒躍遷？若是禁戒躍遷，是幾級禁戒 (2)86Rb的原子量為85. 86Sr的原子量為 amu。求衰變發(fā)出的β—粒子的最大能（本題15分四、計(jì)0.5μg重的137Cs每秒鐘發(fā)出多少個(gè)γ光子。已知的半衰期為30.17年，β衰變至子核第一激發(fā)態(tài)的分93%，子核γ躍遷的內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為αK=0.0976/L=5.66M/L=0.260（本題15分）五、用2.5MeV的質(zhì)子束轟擊金屬9Be的薄靶發(fā)生（p，d）反應(yīng)。已知靶厚200納米，9Be1.85g/cm3，實(shí)驗(yàn)中入射的質(zhì)子電荷總量為1.6×10—7。在與束流方向30°角處放一Au-Si面壘探測器測反應(yīng)產(chǎn)物d，探測器表面設(shè)一光欄，光欄孔直徑2mm，孔距靶的15cm，若d的計(jì)2700個(gè)，求該反應(yīng)在30°處的微分截面。已知一個(gè)電子電荷為1.6×10—19六、小立方角法測量一α點(diǎn)狀放射源活度，源很薄，α粒子射出時(shí)幾乎無可觀測的能損，若用能量5.30MeV3.00MeV的α標(biāo)準(zhǔn)源對測得該未知源發(fā)出粒子的峰位在640道。已知探測器靈敏區(qū)直2cm，其中心距源15cm6分鐘內(nèi)測得計(jì)數(shù)720個(gè)。判斷該源的核素及活度。經(jīng)查該源可能為下列核素中的一個(gè)：186Os：α分支比5.45%190Ptα能量為317MeV支比為100%248Cf：α能量6.25MeV，分支比為100%（10分）蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2005一、什么是非彈性散射？通過非彈性散射，可以研究原子核的哪些性質(zhì)（20分三、重核裂變總是伴隨著β衰變，試分析其中的原因。（20分四、談?wù)勀銓λ煜さ暮徒Y(jié)構(gòu)模型的理解。（20分五、實(shí)驗(yàn)測得232Th的低激發(fā)態(tài)的能量依次為49.8MeV，163MeV，遷的多極性。（30分）分七、210Po核從基態(tài)進(jìn)行衰變，并伴隨發(fā)射兩組粒子，其中一組α粒子的能量為5.30MeV，發(fā)出這組α粒子后，子核處于基態(tài)；另一組α粒子的能量為4.50MeV，放出這組α粒子后，子核處于激發(fā)態(tài)。試計(jì)算，子核由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)放出的γ射線的（20分蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2006一、試簡答以下物理概念：（20分 2、細(xì)致平衡原 3、深度非彈性反4、穆斯堡爾效 5、長射程α粒型的三個(gè)實(shí)例。（15分）三、核反應(yīng)d6Li7Lip，反Q5.03MeV，當(dāng)入射氘核動能Ed=2.0MeV時(shí)，在實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系出射角θL=25時(shí)，測得質(zhì)子動能6.85MeV6.38MeV，試計(jì)算7Li剩余核的激發(fā)能（已知：cos25°=0.906（15分）四、207Bi的部分衰變綱圖如右圖，試標(biāo)出所缺β衰發(fā)生的γ躍遷類型。（15分

207Bi92五、14MeV中子照射鋁靶時(shí)，能發(fā)生27Al(n,α)24Na反應(yīng)，24Na（T/=14.中子束，中子通量為2×109cm-2s-1，已知該反應(yīng)的截面為:σA=2.7g/cm3（1511六、137Cs通過β衰變到137Ba的激發(fā)態(tài)后發(fā)出能量為E=0.661MeV的γ光子到基態(tài)，同時(shí)以Eβ2=1.176MeV直接躍遷到137Ba的基態(tài)，已知137CsT1/2=30.17年，β的分支94%，137mBaγ躍遷的內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)α=0.1193（1）βE1=？（2）1微居137Cs每秒發(fā)出多少個(gè)γ光子？（3）畫出137Cs的衰變（15分）11七、試畫NaI(T1)單晶γ譜儀方框圖，并預(yù)測（1）用此γ譜儀測量24Na（Eγ=2.76MeV）γ譜，所測γ譜的大概形狀。（2）譜中各峰的能量。（15分） 開始時(shí)刻制劑僅含核素X的原子核N10，試t時(shí)刻X的大致能量。（10分）判斷G-M計(jì)數(shù)管分別測量60Co及137Cs放射源時(shí)，其輸出脈沖幅度是否相等。（15分）蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2007一、試簡述復(fù)合核模型，蒸發(fā)核模型的基本思想。（20分二、40K衰變綱圖如試判斷β－β

K K4β等衰變類型及γ躍 β 40若已40K（△=-33.535MeV40Ca（△=-34.846MeV，35.040MeV中的中微子的能量。（10分）說明為什40K會同時(shí)發(fā)生β－β＋EC1俘獲，能夠同時(shí)β－和β＋發(fā)射核的共性是什么？（10分三、3H(p,n)3He是一種常作為的反應(yīng)，反應(yīng)的 值-0.763MeV。試求若入射粒子的能量為3.0MeV，而發(fā)射的中子與入射質(zhì)子的射方向成90°方向，則發(fā)射中子和3He的動能各為多少分機(jī)制。（10分）它們的作用截面和作用物質(zhì)的原子序數(shù)及γ射線能量各有若一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中給出：一個(gè)φ76×76mmNaI（Ti）γ能譜儀測得137Csγ能譜的分辨為1%，試判斷它的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確。（10分） 8 8（10分六、測得159Tb最低三個(gè)能級的能量、自旋和宇（10分）

0七、從13C核中取出一個(gè)中子或質(zhì)子哪一種需要的能量大？試分析6的β衰變782KeV3He的結(jié)合能。（20分）九、14MeV中子照射鋁靶時(shí)，能發(fā)生27Al(n,α)24Na反應(yīng)24Na的半衰束，鋁靶經(jīng)通量密度為108cm-2s-1的快中子照射10h，再經(jīng)過一天（已知鋁的密度ρAl=2.7g/cm3，27Al(n,α)24Na14MeV的反應(yīng)截面為120mb27Al的豐度100%（20分）注：第八題、第九題任選一蘭州大學(xué)入學(xué)考試原子核物理2008原子核的液滴模 （2）原子核的宇（3）內(nèi)轉(zhuǎn)換及內(nèi)轉(zhuǎn)換系 （4）原子核反應(yīng)的光學(xué)模二、簡0.1-2MeVγ射線與物質(zhì)相互作用的主要機(jī)制，及無機(jī)閃爍探測器探測γNaI(T1)單道閃爍探測器的組成示意圖。（30分）99.96%924.77KeV、0.031%，還測765KeV的γ單能射線、試用殼層模型判斷95Nb及子核的基態(tài)核自旋和宇稱并畫出衰變綱四、已知60Co（Iπ=5+）幾乎全部經(jīng)容許型β－衰變至60Ni的激發(fā)態(tài)爾（1）一臺中子發(fā)生器由3H(d,n)4He+17.59MeV反應(yīng)產(chǎn)生中子，在入射氘束能量為Ed=250KeV，試求出與入射氘束成0°方向中子的能量（2）現(xiàn)用此能量的中子照射鋁靶時(shí)，能發(fā)生27Al(n,p)27Mg反應(yīng)，27Mg的T1/2=9.46min，已知