Физика /1.Теоретическая физика
К.п.н. Мищик С.А.
Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф.Ушакова ,
Россия
Системные задачи ядерной
прикладной физики морского флота
Системные задачи ядерной
прикладной физики морского флота отражают целостно-системное
моделирование основных элементов транспортных объектов. При этом возникает
ориентация на единство базисных характеристик предметных и исполнительных
условий относительно предмета содержания и способа его реализации. Рассматривается: в условиях судовой атомной установки количество
атомов полония, распадающихся за одни сутки из миллиона атомов; активность
одного грамма радия; масса полония заданной
активности; постоянная распада радона; удельная активность урана; чувствительность
судовой радиологической установки; определение силы света экрана судового приёмоиндикатора;
расход радиоактивного топлива за одни сутки на судовой атомной электростанции заданной
мощности на морском флоте.
В процессе решения системных задач ядерной прикладной физики морского флота необходимо
применять основные положения теории деятельности, системного анализа и теории
формирования интеллекта.
Системный анализ предполагает
выполнение последовательности системных аналитических действий: выделить объект
анализа – задачу ядерной прикладной физики
морского флота (ЗЯПФМФ) как систему; установить порождающую среду ЗЯПФМФ;
определить уровни анализа ЗЯПФМФ; представить целостные свойства ЗЯПФМФ
относительно пространственных, и временных характеристик и их комбинаций;
выделить структуру уровня анализа ЗЯПФМФ; установить структурные элементы
уровня анализа ЗЯПФМФ; определить системообразующие связи данного уровня
анализа ЗЯПФМФ; представить межуровневые связи анализа ЗЯПФМФ; выделить форму
организации ЗЯПФМФ; установить системные свойства и поведение ЗЯПФМФ.
Задача 1
В условиях судовой атомной установки определить
количество атомов полония, распадающихся за одни сутки из миллиона
атомов?
Ответ: 5025
атомов . .
Задача 2
В условиях судовой атомной установки определить активность
а
одного
грамма радия.
Ответ: а
= 3,7·1010 Бк .
Задача 3
В условиях судовой атомной установки определить массу m полония 84210Po , активность которого а = 3,7·1010 Бк .
Ответ: т=0,22 мг .
Задача 4
В условиях судовой атомной установки определить постоянную
распада λ радона, если за сутки число атомов радона
уменьшается на 18,2 % .
Ответ: λ = 2,1·10-6 с-1 .
Задача 5
В условиях судовой атомной установки определить удельную
активность ат урана 92235U .
Ответ: ат
=5,7·1018 Бк/кг .
Задача 6
В условиях судовой радиологической установки ионизационные
счетчики Гейгера — Мюллера имеют в отсутствие радиоактивного препарата
определенный «фон». Присутствие фона может быть вызвано радиоактивными
загрязнениями судового пространства. Определить массу радона m, которой
соответствует фон, дающий один отброс счетчика за 5 секунд.
Ответ: т=3,5·10-20
кг .
Задача 7
В условиях судовой атомной установки α-частицы из изотопа радия вылетают со
скоростью υ=1,5·107 м/с
и ударяются о флуоресцирующий экран навигационного приёмоиндикатора. Считая,
что экран потребляет на единицу силы света мощность РI =0,25
Вт/кд , определить силу света I экрана судового приёмоиндикатора, если на него падают
все α-частицы, испускаемые массой т =
1
мкг радия.
Ответ: I =1,1·10-7
кд .
Задача 8
Определить расход масса m урана 92235U за одни
сутки на судовой атомной электростанции мощностью Р=5000 кВт, если к. п. д. САУ равно 17%.
Считать, что при каждом акте распада выделяется энергия Q=200 МэВ.
Ответ: т
= 31 г .
Задача 9
На уровне моря за одну минуту под действием космических
лучей в воздухе объемом V = 1 см3
образуется в среднем N=120 пар ионов. Определить
экспозиционную дозу X излучения, действию которого подвергается член морского
экипажа за одни сутки.
Ответ: Х = 21,4 нКл/кг .
Задача 10
При определении периода полураспада Т1/2
короткоживущего радиоактивного изотопа топлива судовой атомной установки использован
счетчик импульсов. За время Δt = 1 минута в начале наблюдения
(t=0) было
насчитано Δn1=250 импульсов, а по истечении времени t=1
час - Δn2=92 импульса. Определить постоянную радиоактивного распада λ изотопа топлива судовой атомной установки и период полураспада
Т1/2
изотопа топлива судовой атомной
установки.
Ответ: λ = 1 час-1 ; Т1/2 = 41,5 мин .
Задача 11
Определить кинетическую энергию Ек нейтрона
при температуре САУ 27 °С.
Ответ: Ек = 6,22·10-21 Дж .
Литература: