第一章习题
1，简述核物理常用基本概念
1，元素（element）：元素，也叫化学元素，指具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。
2，原子（atom）:构成化学元素的基本单元和化学变化中的最小微粒，即不能用化学变化再分的微粒。
3，原子核（atomic nucleus）：简称“核”，位于原子的核心部分，由质子和中子两种微粒构成。
4，核素（nuclide）：指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
5，核子(nucleon)：质子、反质子、中子和反中子的总称，是组成原子核的粒子。 6，原子序数（ atomic number ）:是指元素在周期表中的序号，用Z表示。 7，质量数（mass number）：是原子内质子和中子数之和，用A表示。 8，中子数（neutron number）：特指原子核内的中子个数，用N表示。 9，核素表示：
AZXN ，简写为 ：AX
10，同重元素（isobar）：质量数相同而中子数和质子数不同的元素。 11，同位素（isotope）：原子序数相同而中子数不同的核素。 12，同中异位素（isotone）:中子数相同而质子数不同的核素。 13，同质异能素（isomer）:处于较长寿命的激发态的核素。
14，原子量（atomic weight）：某种原子的质量与碳-12原子质量的1/12的比值称为该原子的原子量，又称相对原子质量。
15，分子量（molecular weight）：组成分子的所有原子的原子量的总和。
16，同位素丰度（isotope abundance）：自然界中存在的某一元素的各种同位素占所有同位素的相对含量(以原子物质的量百分计)。
17，用丰度计算元素：原子量设元素的原子量为A，各同位素的原子量为，各元素的自然界丰度为，则有
18，阿伏伽德罗常数：12g 12C所包含的C原子个数，用Na表示。
Na 6.022 x 1023
19，核素图（Chart of the Nuclides）：用原子序数作横座标，原子核中的中子数作纵座标，制作的一张图表。
2，真空中，1ps光能走多远？
解：真空中光速为：c?3?10m/s，1ps?10?12s 光走的距离d=3?10m=0.3mm
?48
3，假设B有两种同位素10B和11B，丰度如右表，设B的原子量为10.811，求5mg B中，10B和11B的原子个数分别为多少？
解：设B，10B，11B的质量分别为m，m1，m2，原子量分别为A，A1，A2，物质的量分别为n，n1，n2，则有
mm1?m2m1?m2??n?n An1A1?n2A2n1?A1?n1?A1nn所以n?m5mg??0.4625mmol A10.811g/mol从表中读得10B和11B的丰度分别为19.9%和80.1%，则二者的个数分别为
N10B?19.9%nNa?0.199?0.4625mmol?6.022 ? 1023mol-1?5.42?1019个 N11B?80.1%nNa?0.199?0.4625mmol?6.022 ? 1023mol-1?2.23?1020个
4，在以下这些核素中有多少质子数和中子数(a) 10B. (b) 24Na, (c) 59Co, (d) 208Pb, (e)
235
U , (f)241Am
核素 10B 2460中子数 5 13 33 质子数 5 11 27 核素 208Pb 235U 241中子数 126 143 146 质子数 82 92 95 Na Co Am
5，估算在2kg水中有多少个D2O分子？（H，O的原子量分别为1.0079，15.999，1H，
2
H(D)的丰度分别为99.985%，0.015%，此处3H丰度过低忽略不计，H2O的分子量18.0148）
解：H，O的原子量分别为1.0079，15.999，1H，2H(D)的丰度分别为99.985%，0.015%，此处3H丰度过低忽略不计，H2O的分子量18.0148， 水中总的分子数为
NH2O?2kgNa?111Na?6.69?1025个
18.0148g/molND2O?0.015%?111Na?0.015%?6.69?1025?1.0035?1022个
第二章 射线与物质相互作用习题
1，4MeV的α粒子和1MeV的质子，它们在同一物质中的能量损失率和射程是否相同？为什么？
答：由于重带电粒子在物质中的能量损失率与入射粒子的速度有关，与入射粒子质量无关，与入射粒子的电荷数的平方成正比，因此4MeV的α粒子和1MeV的质子在同一种物质中的能量损失率不同，但其射程相同。
2，如果已知质子在某一物质中的射程、能量关系曲线，能否从这曲线求得某一能量的d，t在同一物质中的射程？
答：能，带电粒子的能量损失率与（1/v）有关而与粒子质量无关，设d，t的能量为E，设质子的质量为m，对于d核有E=(1/2)2mv，v=E/m，则再次速度下的质子的能量为E’=(1/2)mv=E/2,所以在质子的能量射程关系曲线上找到E/2所对应的射程即为具有能量E的d核所具有的射程；
同样道理可计算t核的射程为E/3位置处所对应的射程。
2
2
2
2
3，10MeV的氘核与10MeV的电子穿过薄铅片时，它们的辐射损失率之比是多少？
质子质量：938MeV，中子质量：939MeV，氘核质量约：1877MeV，
电子质量：0.511MeV
解：10MeV的氘核质量为1887MeV，10MeV的电子质量为10.511MeV 辐射损失率与(1/m)成正比，因此二者的能量损失率之比为 氘核/电子=3.102*10-5
2
4，一能量为2.04MeV准直光子束，穿过薄铅片，在20度方向测量次级电子，问在该方向发射的康普顿散射光子和康普顿反冲电子的能量分别是多少？
(h?)2(1?cos?)Ee?m0c2?h?(1?cos?) h??ctg??(1?)tg2m0c2解：?
?20?时，h??2.04MeVMeV得 ，m0c?0.5112tg?2?0.5504???57.65?
反冲电子能量：
(h?)2(1?cos?)Ee??1.326MeV 2m0c?h?(1?cos?)当??20?时
(h?)2(1?cos?)Ee??0.3958MeV 2m0c?h?(1?cos?)h???h??Ee?2.04MeV?0.3958MeV?1.644MeV
5，某一能量的γ射线的线性吸收系数为0.6cm-1，它的质量吸收系数和原子的吸收截面是多少？这γ射线的能量是多少？按防护要求，源放在容器中，要用多少厚度的铅容器才能使容器外的γ强度减为源强的千分之一？
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