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、試述液滴模型的實驗基礎(chǔ)，液滴模型的基本思想，并舉兩個液滴模型應(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238U原子便含一個226Rb原子，若已知226Rb的半衰T1/2（226Rb）=1620年，而238U的半衰期遠遠大于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的計數(shù)率dN′=260s-1，已知實驗條件：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，問靶6.7小時時，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，它實際上由四個高純鍺間有薄的鍺離層，每個探測器各獨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，四個探測測得γ全能普的峰源效率與僅用其中一個高純鍺探測器測得γ能譜的本征效率與其中一個高純鍺探測器測得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0.5μg重的137Cs每秒鐘發(fā)出多少個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，實驗中入射的質(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2700個，求該反應(yīng)在30°處的微分截面。已知一個電子電荷為1.6×10—19六、小立方角法測量一α點狀放射源活度，源很薄，α粒子射出時幾乎無可觀測的能損，若用能量5.30MeV3.00MeV的α標準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)測得計數(shù)720個。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：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、實驗測得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)。試計算，子核由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時放出的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粒型的三個實例。（15分）三、核反應(yīng)d6Li7Lip，反Q5.03MeV，當(dāng)入射氘核動能Ed=2.0MeV時，在實驗坐標系出射角θL=25時，測得質(zhì)子動能6.85MeV6.38MeV，試計算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，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） 開始時刻制劑僅含核素X的原子核N10，試t時刻X的大致能量。（10分）判斷G-M計數(shù)管分別測量60Co及137Cs放射源時，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會同時發(fā)生β－β＋EC1俘獲，能夠同時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)在實驗報告中給出：一個φ76×76mmNaI（Ti）γ能譜儀測得137Csγ能譜的分辨為1%，試判斷它的實驗結(jié)果是否正確。（10分） 8 8（10分六、測得159Tb最低三個能級的能量、自旋和宇（10分）

0七、從13C核中取出一個中子或質(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，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)相互作用的主要機制，及無機閃爍探測器探測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，能發(fā)生27Al(n,p)27Mg反應(yīng)，27Mg的T1/2=9.46min，已知