Физика /1.Теоретическая физика
К.п.н. Мищик С.А.
Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф.Ушакова ,
Россия
Системные задачи элементарных частиц
прикладной физики морского флота
Системные
задачи элементарных частиц 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: число
электронов β-излучения, зафиксированных судовым индикатором радиоактивного
контроля; масса ядер замедляющего вещества; число столкновений нейтрона; кинетическая
энергия нейтрона, которая передаётся протону при упругом центральном столкновении;
распределение энергии между нейтроном и протоном в судовой атомной установке на морском флоте.
В процессе решения системных задач элементарных частиц 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 элементарных частиц прикладной физики морского флота (ЗЭЧПФМФ)
как систему; установить порождающую среду ЗЭЧПФМФ; определить уровни анализа ЗЭЧПФМФ;
представить целостные свойства ЗЭЧПФМФ относительно пространственных, и временных
характеристик и их комбинаций; выделить структуру уровня анализа ЗЭЧПФМФ;
установить структурные элементы уровня анализа ЗЭЧПФМФ; определить
системообразующие связи данного уровня анализа ЗЭЧПФМФ; представить
межуровневые связи анализа ЗЭЧПФМФ; выделить форму организации ЗЭЧПФМФ;
установить системные свойства и поведение ЗЭЧПФМФ.
Задача 1
В судовом индикаторе радиоактивного излучения число
заряженных частиц, бомбардирующих датчик мишени, характеризуется общим зарядом
частиц излучения, выраженным в микроАмпер·часах (мкА·ч). Определить число электронов
β-излучения, зафиксированных судовым индикатором радиоактивного контроля,
если общий заряд датчика мишени равен q = 1 мкА·ч .
Ответ: N = 2,2·1016 .
.
Задача 2
В судовой атомной установке при упругом центральном
столкновении нейтрона с неподвижным ядром замедляющего вещества кинетическая
энергия нейтрона уменьшилась в 1,4 раза. Определить массу m ядер
замедляющего вещества в судовой атомной установке.
Ответ: т
= 12 а. е. м. (графит) .
Задача 3
Какую часть первоначальной скорости в судовой атомной
установке будет составлять скорость нейтрона после упругого центрального
столкновения с неподвижным ядром изотопа 2311Na ?
Ответ: 92%
.
Задача 4
В судовой атомной установке нейтрон с энергией W0=4,6
МэВ при столкновении с протонами замедляется. Определить число
столкновений нейтрона в судовой атомной установке, чтобы его энергия
уменьшилась до W=0,23 эВ . Нейтрон отклоняется при каждом столкновении в
среднем на угол φ=450 .
Ответ: n = 24 .
Задача 5
В судовой атомной установке для получения медленных
нейтронов их пропускают через парафин. Определить наибольшую часть кинетической
энергии нейтрона массой m0 , которая передаётся протону масса m0 при упругом центральном столкновении в
судовой атомной установке.
Ответ: 100%
.
Задача 6
Для судовой атомной установки определить распределение
энергии между нейтроном и протоном, если столкновение нейтрона неупругое на
угол φ=450
.
Ответ: энергия
распределится поровну между нейтроном и протоном.
Задача 7
В судовом индикаторе радиоактивного излучения поток
заряженных частиц влетает в однородное магнитное поле с индукцией В=3
Тл. Скорость частиц υ= 1,52·107 м/с и
направлена перпендикулярно к направлению поля. Определить заряд q частицы,
если на нее действует сила F =1,46·10-11
Н .
Ответ: q
=3,2·10-19 Кл .
Задача 8
В судовом индикаторе радиоактивного излучения электрон
и позитрон, образованные фотоном с энергией hv=5,7 МэВ, дают
траекторию радиусом кривизны R=3 см. Определить магнитную
индукцию В поля судового пространства.
Ответ: В
= 0,31 Тл .
Задача 9
В судовом индикаторе радиоактивного излучения электрон
ускорен разностью потенциалов U=180 кВ. Учитывая поправки теории
относительности, определить для этого электрона массу m, скорость υ, кинетическую энергию W .
Ответ: 
Задача 10
Мезон космических лучей имеет кинетическую энергию W=7m0с2,
где m0 - масса покоя мезона.
Во сколько раз собственное время жизни τ0 мезона меньше
времени его жизни τ по судовому хронометру.
Ответ: в
8 раз .
Литература: