物理
物理选修3-5(1)图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,则工作人员可能受到了辐射的射线是 A.α和β             B.α和γ       &n

2019-06-27

物理选修3-5
(1)图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,则工作人员可能受到了辐射的射线是______ 
A.α和β             B.α和γ              C.β和γ                        D.α、β和γ

(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与
 
2
1
H
核碰撞减速,在石墨中与
 
12
6
C
核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
优质解答
(1)α射线贯穿能力很差,在空气中只能前进几厘米,用一张纸就能把它挡住.β射线贯穿本领较强,很容易穿透黑纸,也能穿透几厘米厚的铝板.γ贯穿本领更强,甚至能穿透几厘米厚的铅板.由于本题目中射线能穿透1mm和3mm的铝板,但不能穿透铅板,故一定不含γ射线,但一定含有β射线,可能含有α射线.故A正确.
故选A.
(2)设中子质量为mn,靶核质量为m,
由动量守恒定律,得    Mnv0=Mnv1+Mv2
由能量守恒定律   
1
2
Mn
v
2
0
=
1
2
Mn
v
2
1
+
1
2
M
v
2
2

解得:v1=
Mn−M
Mn+M
v0

在重水中靶核质量,得:MH=2Mn
得,V1H=
MnMH
Mn+MH
v0
=-
1
3
v0

在石墨中靶核质量:Mc=12Mn
得,V1c=
MnMC
Mn+MC
v0
=
11
13
v0

与水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好.
答:(1)A;(2)重水减速效果更好.
(1)α射线贯穿能力很差,在空气中只能前进几厘米,用一张纸就能把它挡住.β射线贯穿本领较强,很容易穿透黑纸,也能穿透几厘米厚的铝板.γ贯穿本领更强,甚至能穿透几厘米厚的铅板.由于本题目中射线能穿透1mm和3mm的铝板,但不能穿透铅板,故一定不含γ射线,但一定含有β射线,可能含有α射线.故A正确.
故选A.
(2)设中子质量为mn,靶核质量为m,
由动量守恒定律,得    Mnv0=Mnv1+Mv2
由能量守恒定律   
1
2
Mn
v
2
0
=
1
2
Mn
v
2
1
+
1
2
M
v
2
2

解得:v1=
Mn−M
Mn+M
v0

在重水中靶核质量,得:MH=2Mn
得,V1H=
MnMH
Mn+MH
v0
=-
1
3
v0

在石墨中靶核质量:Mc=12Mn
得,V1c=
MnMC
Mn+MC
v0
=
11
13
v0

与水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好.
答:(1)A;(2)重水减速效果更好.
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