Подготовка к праку в НИИЯФ МГУ

наши детекторы

'Take him and cut him out in little stars...'

Лунный геолог

Детекторы на Lunar Prospector (январь 1998 - 31.07.1999, высота над Луной от 100 км до нуля) были размещены на штангах. Заглянем внуть трех из них.

	1. На каждой грани небольшого кубика (кроме стороны штанги) располагалось по паре детекторов толщиной чувствительной области 55 микрометров. Сверху от света их прикрывала тонкая алюминиевыя фольга и полипропилен. Какого типа детекторы были на "кубике" Лунного геолога?
	2. Обратите внимание, детекторы работают парами не только для надежности. Последовательное срабатывание "левого" и "правого" устройства означало, что в борированный пластик залетел быстрый нейтрон. Какие устройства отмечены вопросительным знаком?
	3. Эти детекторы "искали" воду на Луне. Если нейтроны, вылетающие с под действием космического излучения, сталкиваются с протонами, то теряют энергию. Уменьшение числа быстрых нейтронов - указатель на то, что в грунте присутствует водород. Какого типа детекторы регистрировали нейтроны?

вооружение ядерщика XX века

для надежной ловли нейтрино их понадобилось 14 тысяч

Какое устройство держит в руках Нобелевский лауреат по физике 2002 года Масатоши Кошиба?

аналоговый сигнал → АЦП → цифры

чем больше амплитуда сигнала входящего, тем больше числовое значение на выходе из АЦП

рисунок Russ Puskarcik из Вики

оцифровка сигнала с детектора

Для оцифровки сигнала с детектора служит АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Какой формулой Вы воспользуетесь для расчета, сколько РАЗНЫХ по амплитуде сигналов N способен распознать АЦП? (эти градации называют "каналами")

	В нашем практикуме когда-то верно служил "дедушка" современных АЦП - анализатор импульсов АИ-5 (шкаф на колесиках, предприятие почтовый ящик №1398, 1961 год). Он мог различить импульсы от 0 до 120 В с шагом в 1 вольт	Сколько КАНАЛОВ (разных амплитуд сигналов) различал АИ-5?
	На старой установке в нашем практикуме оцифровывает сигнал 10-битный АЦП «Парсек», Дубна, 1990-ые. Для записи амплитуды сигнала у него есть 10 бит (Современный АЦП размером с ноготь)	Сколько КАНАЛОВ (разных амплитуд сигналов) различает этот АЦП?

актиноиды

"Дороже жемчуга и злата"

Калифорний - один из самых дорогих металлов современности.
Сколько протонов в ядре калифорния?

Сколько нуклонов (протонов и нейтронов) в самом долгоживущем изотопе калифорния?
Почему самым востребованным в медицине и промышленности является изотоп Cf-252?
изотоп Cf-252 легко нарабатывается в нейтронных потоках порядка 10¹⁵нейтронов/(см²·с) из кюрия (который легко нарабатывается в течении года в нейтронных потоках порядка 10¹⁵нейтронов/(см²·с) из урана)
ядра изотопа Cf-252 испытывают α-распад, и период полураспада изотопа Cf-252 меньше 3 лет
у ядер Cf-252 период полураспада достаточно большой, и вероятность спонтанного деления ядра 3%

Открыто более 3 тысяч изотопов. На карте атомных ядер стабильных меньше 300.Каким цветом отмечены стабильные изотопы?

Какие частицы входят в состав атомного ядра?

немного теории

Вам предстоит познакомиться с альфа-спектрометром - установкой, изучающей энергии альфа-частиц, испускаемых радиоактивными источниками

Посчитайте число альфа-распадов в ряду радия-226 и тория-232: распад ядер радия-226

Если интересно, то можно путешествовать по карте атомных ядер на сайте Брукхейвенской лаборатории

готовимся к ЕГЭ

1. Открытые в Дубне ядра изотопа оганесонна ²⁹⁴₁₁₈Og испытывают альфа-распад с периодом полураспада около 1 мс.
Укажите число протонов и нейтронов в образующемся дочернем ядре.

число протонов	число нейтронов

2. Ядра изотопа эйнштейния ²⁵⁶₉₉ Es испытывают β^–-распад с периодом полураспада 24 минуты.
Как при β^–-распаде меняется число протонов, нейтронов и общее число нуклонов в ядре?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.

число протонов	число нейтронов	число нуклонов

3. Следующая ядерная реакция важна для ядерной медицины. Медики подбирают вещество, содержащее бор и интенсивно поглощаемое опухолью. Радиохимики вводят в его состав изотоп¹⁰₅ B. Физики облучают пациента излучением Х. Ядра гелия ионизируют атомы и уничтожают клетку, которая "полакомилась" препаратом с бором-10.

Запишите в таблицу зарядовое и массовое число частицы Х.

зарядовое число	массовое число

"Линии судьбы*"

Какие частицы вылетают из человека при распаде в нем ядер калия-40?
Подробные схемы ядер калия-40 можно посмотреть тут https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/decaysearchdirect.jsp?nuc=40K&unc=nds , нажимая кнопки Decay Scheme.
Если Вас зантересовали энергетические схемы ЯДЕР, то можете порешать задачки тут

Использованные материалы:
адажио И.С. Баха музыкальная композиция Юрия Рябова
рисунок дерева применения калифорния-252 Зверевой Евгении по I.W. Osborne-Lee, C.W. Alexander Californium-252: A remarkable Versatile Radioisotope / Oak Ridge Narional Laboratory, 1995, p.58
актиноиды из таблицы Менделеева
фото Masatoshi Koshiba with a 20 inch Photomultiplier Tube (PMT)
другое фото Masatoshi Koshiba
рисунок оцифровки сигнала Russ Puskarcik из Вики

Ошибки, вопросы ждем по адресу nucllab@yandex.ru
Если Вы хотите получить сертификат после выполнения ядерного практикума, то представьтесь, пожалуйста: