Przemyśl

Badanie reakcji jądrowych

Masz przed sobą symulację, która pokazuje, jaki jest spadek intensywności wiązki protonów w wyniku przejścia przez tarczę. Możesz zmieniać grubość tej tarczy, materiał, z którego jest wykonana oraz intensywność wiązki pocisków. Spadek intensywności (deltaI) odczytasz w prawym dolnym rogu ekranu.

Uwaga! Uruchom symulację w widoku pełnoekranowym.

RBkCof5P2n0vh

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Symulacja obrazuje spadek intensywności wiązki protonów w wyniku przejścia przez tarczę. Przedstawiona dalej tabelka zawiera wyniki symulacji, czyli spadek intensywności wiązki (różnicę między intensywnością wiązki padającej a intensywnością wiązki po przejściu przez tarczę) w zależności od materiału tarczy, grubości tarczy i intensywności IIndeks dolny 0 wiązki padającej.

Tarcza	IIndeks dolny 0	1 µm	2 µm	5 µm	10 µm	20 µm	50 µm	100 µm
Pb	$10^{9}$	$5, 2 \times 10^{3}$	$1, 0 \times 10^{4}$	$2, 6 \times 10^{4}$	$5, 2 \times 10^{4}$	$1, 0 \times 10^{5}$	$2, 6 \times 10^{5}$	$5, 2 \times 10^{5}$
	$10^{10}$	$5, 2 \times 10^{4}$	$1, 0 \times 10^{5}$	$2, 6 \times 10^{5}$	$5, 2 \times 10^{5}$	$1, 0 \times 10^{6}$	$2, 6 \times 10^{6}$	$5, 2 \times 10^{6}$
	$10^{11}$	$5, 2 \times 10^{5}$	$1, 0 \times 10^{6}$	$2, 6 \times 10^{6}$	$5, 2 \times 10^{6}$	$1, 0 \times 10^{7}$	$2, 6 \times 10^{7}$	$5, 2 \times 10^{7}$
Au	$10^{9}$	$9, 0 \times 10^{3}$	$1, 8 \times 10^{4}$	$4, 5 \times 10^{4}$	$9, 0 \times 10^{4}$	$1, 8 \times 10^{5}$	$4, 5 \times 10^{5}$	$9, 0 \times 10^{5}$
	$10^{10}$	$9, 0 \times 10^{4}$	$1, 8 \times 10^{5}$	$4, 5 \times 10^{5}$	$9, 0 \times 10^{5}$	$1, 8 \times 10^{6}$	$4, 5 \times 10^{6}$	$9, 0 \times 10^{6}$
	$10^{11}$	$9, 0 \times 10^{5}$	$1, 8 \times 10^{6}$	$4, 5 \times 10^{6}$	$9, 0 \times 10^{6}$	$1, 8 \times 10^{7}$	$4, 5 \times 10^{7}$	$9, 0 \times 10^{7}$
Ag	$10^{9}$	$6, 0 \times 10^{3}$	$1, 2 \times 10^{4}$	$3, 0 \times 10^{4}$	$6, 0 \times 10^{4}$	$1, 2 \times 10^{5}$	$3, 0 \times 10^{5}$	$6, 0 \times 10^{5}$
	$10^{10}$	$6, 0 \times 10^{4}$	$1, 2 \times 10^{5}$	$3, 0 \times 10^{5}$	$6, 0 \times 10^{5}$	$1, 2 \times 10^{6}$	$3, 0 \times 10^{6}$	$6, 0 \times 10^{6}$
	$10^{11}$	$6, 0 \times 10^{5}$	$1, 2 \times 10^{6}$	$3, 0 \times 10^{6}$	$6, 0 \times 10^{6}$	$1, 2 \times 10^{7}$	$3, 0 \times 10^{7}$	$6, 0 \times 10^{7}$
Fe	$10^{9}$	$5, 6 \times 10^{3}$	$1, 1 \times 10^{4}$	$2, 8 \times 10^{4}$	$5, 6 \times 10^{4}$	$1, 1 \times 10^{5}$	$2, 8 \times 10^{5}$	$5, 6 \times 10^{5}$
	$10^{10}$	$5, 6 \times 10^{4}$	$1, 1 \times 10^{5}$	$2, 8 \times 10^{5}$	$5, 6 \times 10^{5}$	$1, 1 \times 10^{6}$	$2, 8 \times 10^{6}$	$5, 6 \times 10^{6}$
	$10^{11}$	$5, 6 \times 10^{5}$	$1, 1 \times 10^{6}$	$2, 8 \times 10^{6}$	$5, 6 \times 10^{6}$	$1, 1 \times 10^{7}$	$2, 8 \times 10^{7}$	$5, 6 \times 10^{7}$
Al	$10^{9}$	$2, 5 \times 10^{3}$	$4, 9 \times 10^{4}$	$1, 2 \times 10^{4}$	$2, 5 \times 10^{4}$	$4, 9 \times 10^{5}$	$1, 2 \times 10^{5}$	$2, 5 \times 10^{5}$
	$10^{10}$	$2, 5 \times 10^{4}$	$4, 9 \times 10^{5}$	$1, 2 \times 10^{5}$	$2, 5 \times 10^{5}$	$4, 9 \times 10^{6}$	$1, 2 \times 10^{6}$	$2, 5 \times 10^{6}$
	$10^{11}$	$2, 5 \times 10^{5}$	$4, 9 \times 10^{6}$	$1, 2 \times 10^{6}$	$2, 5 \times 10^{6}$	$4, 9 \times 10^{7}$	$1, 2 \times 10^{7}$	$2, 5 \times 10^{7}$

Polecenie 1

Rht3zmwpOmHsf

W jednym gramie ołowiu znajduje się $\frac{N_{A}}{208} = 28, 95 \cdot 10^{20}$ atomów ołowiu. Element tarczy o powierzchni 1 cmIndeks górny 2 i grubości 10 $μ m$ ma masę $1 c m^{2} \cdot 10 μ m \cdot 11, 34 \frac{g}{c m^{3}} = 11, 34 m g$ .
W elemencie tarczy o powierzchni 1 cmIndeks górny 2 i grubości 10 $μ m$ znajduje się $11, 34 \cdot 10^{- 3} g \cdot 28, 95 \cdot 10^{20} \frac{a t o m ó w}{g} = 3, 283 \cdot 10^{19} a t o m ó w$ .
Zakładając, że jądra atomów ołowiu się wzajemnie nie zakrywają dostajemy, że na 1 cmIndeks górny 2 powierzchni tarczy przypada około 3,3·10Indeks górny 19 jąder atomowych.

Polecenie 2

R1AgOIiJChGPe

Można posłużyć się dowolnym zestawem danych dla tarczy ołowianej z symulacji. W każdym przypadku wynik będzie taki sam.

Przyjmiemy, że:

Intensywność wiązki padającej: IIndeks dolny 0 = 10Indeks górny 10 pocisków/s

Grubość tarczy: 10 mum

Ubytek intensywności wiązki: deltaI = 5,2 ·10Indeks górny 5 pocisków/s

Obliczona w poprzednim zadaniu koncentracja jąder ołowiu na cmIndeks górny 2 tarczy o grubości 10 mum n = 3,3 ·10Indeks górny 19.

$σ = \frac{Δ I}{n I_{0}} = \frac{5, 2 \cdot 10^{5}}{3, 3 \cdot 10^{19} \frac{1}{c m^{2}} \cdot 10^{10}} = 1, 6 \cdot 10^{- 24} c m^{2}$

Przeczytaj

Przećwicz

Badanie reakcji jądrowych