Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына

главная

атомный практикум

общий ядерный практикум

повтори Нобелевский эксперимент

ядерный практикум
для школьников

Реальный задачник

(в разработке) автор Зверева И.М.

Замечания и предложения nucllab@yandex.ru

Эмблема

На эмблеме войск радиационной, химической и биологической защиты внизу расположен знак биологической опасности, а сверху расходятся лучи символизирующие альфа-,бета- и гамма-излучение. Можете объяснить, какой луч какому типу излучения соответствует?
Подсказка. Излучение летит в магнитном поле, которое отклоняет заряженные частицы. Частицы с зарядами разных знаков магнитное поле отклоняет в разные стороны. Частицы, имеющие бОльшую массу, отклонить труднее.

Найди ошибку художника

Художник, любящий симметрию, вот так перенес на магнитик для холодильника знак войск РХБЗ. Найди у него существенную физическую ошибку.

Баран

1951 год, проводилось испытание железобетонных камер для защиты от радиации во время ядерного взрыва. На разных расстояниях (250, 500 и 750 м) в них помещались животные, после ядерного взрыва военные приезжали, забирали и отвозили бедолаг медикам. В камере на 250 м от взрыва барану повредило заднюю ногу деревянным брусом, но, когда его стали вытягивать из железобетонного кубика, он вырвался из рук солдат, и бросился на трех ногах к … эпицентру. Все бросились его догонять (защитный костюм состоял из комбинезона, резиновых сапог и перчаток, противогаза или респиратора). Вспоминает военный инженер Вьюков [1]: «Ну, этот дурак нахватается!» - подумал я о баране.
Какой тип излучения догонявшие люди получали в такой же мере, что и баран? Ответ

Когда дозиметр не выбирают

Изучите дозиметрическую обстановку с помощью незнакомого дозиметра. Оцените радиационную опасность. :

Фотографии Гуденко Е.В. и Казариной Н.Ю.

Где ты, Шерлок Холмс?*

Проверьте свои криминалистические способности:

В 4-ом фильме режиссера Армена Петросяна «Была ли ядерная война до нашей эры? Индийский след» (эфир 14.07.2011) из цикла «По следам тайны» рассказывается о раскопанном в начале 20-го века древнем городе Мохендж-Даро. Как одно из доказательств гибели города от ядерного удара приводится дозиметрическое измерение активности его камней. Перед Вами снимок из фильма.
Характеристики данного дозиметра Вы можете прочитать тут: (Фотография прибора хорошего качества в самом низу странички. 350 евро, однако) Обратите внимание, что переключатель в верхней части прибора имеет три положения:
левое - бета+гамма
среднее - гамма
правое - альфа+бета+гамма
Во сколько раз показание дозиметра, приложенного к камням Мохендж-Даро превышает средний радиационный фон по Москве?

"Я люблю радий, но я на него в обиде"

Антуан Анри Беккерель, проносив 6 часов в кармане жилета пробирку с солью радия, ощутил сильное жжение. Кожа покраснела, позже там образовалась язва. Рассказывая об этом супругам Кюри, Беккерель воскликнул: "Я люблю радий, но я на него в обиде".[15, с.61]

На рисунке приведена последовательность радиоактивных превращений, которую претерпевают ядра радия-226. На каждом превращении отмечен тип ядерного излучения, испускаемого соответствующими ядрами. Какой тип излучения, по Вашему мнению, стал причиной радиодерматита Беккереля? Можно ли писать его фамилию с маленькой буквы?

Парижская "лампочка"

В августе 1900 года в Париже состоялся Всемирный физический конгресс. Журналисты с восхищением писали [4]: "Опыты супругов Кюри завершились демонстрацией светимости радия. Стеклянная трубка толщиной в карандаш и длиной в мизинец, на две трети заполненная смесью радия и бария, излучает в течении двух лет настолько сильный свет, что вблизи него можно спокойно читать. Не будь цена хлорида радия так высока, вопрос об экономичном источнике света можно было бы считать разрешенным."
Сейчас цена на радий не такая высокая. Оцените идею его применения для освещения.

Дознание пилота Пиркса (3)

В фильме «Дознание пилота Пиркса» (Таллинфильм и ПРФ ЗФ ПНР, 1979 г. по книге Станислава Лема) Пиркс назначен командиром корабля, в составе его команды есть и роботы и люди. При знакомстве он задает короткие вопросы, пытаясь определить, кто есть кто. Пиркс спрашивает:"Отис, Вы — электронщик. Сколько, по Вашему, рентген, Вы можете выдержать в течении часа?"

Какой ответ правильный для человека?
Какой может быть эта величина для робота?

Инженер подозревает, что второй пилот Браун - робот. Он рассказывает:
«Я взял из горячей зоны реактора стержень в защитном пенале и поместил его в переборку прохода к командному отсеку. Все прошли мимо, не обратив внимания. Только Браун остановился, посмотрел туда, где находился пенал и пропустил меня вперед. Значит, Браун сконструирован так, что он реагирует даже на минимальное облучение»

Из какого материала, как Вы думаете, этот стержень?
Какой радиационный фон нормальный для человека?
Каким, по Вашему мнению, был фон в проходе после установки стержня?
Оцените, каким был фон в непосредственной близости от контейнера
У инженера-нуклеони (как его называли в фильме, по-видимому, сокращая должность специалиста по ядерным реакторам), фамилия была, как у единицы измерения магнитного потока в системе СИ. Какая?

Цепочка тория-232

Однажды к нам в практикум пришел жизнерадостный, но обеспокоенный человек с любимым фотоаппаратом. Он вычитал, что в объективах старых фотоаппаратов иногда использовался торий. Он волновался, что в аэропорту зарубежом его могут задержать, и забрать отличный инструмент.
Самый хороший детектор в нашей лаборатории (и самый дорогой)- германиевый детектор в специальном ядерном практикуме. Именно с его помощью мы изучили гамма-спектр излучения фотоаппарата и обнаружили, что никаких дополнительных к фону линий гамма-излучения у него нет. "Теперь будем смотреть альфа и бета?"- спросил обеспокоенный гражданин. Догадайтесь, что мы ему ответили? Подсказка: цепочка радиоактивных превращений тория-232

Сосновые чурбаки

Ленинград, Радиевый институт. Циклотрон был заложен в 1932 году, пучок дал в 1937 (были проблемы с вакуумом). Пучок ионов выбивал нейтроны из циклотронной мишени. Нейтроны использовались для исследований. При одном испытательном запуске руководитель Игорь Курчатов потерял сознание, и было принято решение усилить защиту. Курчатов предложил экран из поленьев. К концу дня лаборатория напоминала дровяной склад из мокрых сосновых чурбаков.
Курчатов:
- Отныне станем управлять циклотроном только из-за поленницы! Дрова будем ежедневно …
1) сжигать 2) поливать 3) рубить 4) перекладывать

Из под носа у фашистов

Тяжелая вода - эффективный замедлитель нейтронов. В 1940 году английские спецагенты эвакуировали 185 кг тяжелой воды в 26 канистрах из Норвегии во Францию из-под носа у фашистов. У агентов на случай провала операции для «отравления» тяжелой воды были …
1) радий 2) бериллий 3) бор 4) кадмий

Ядерная загадка

Сквозь железо пройдет
Через свинец пробежит
А из воды не выйдет

Вопросы

Зачем американскому тяжелому танку Abrams слой обедненного урана?

Робот

Вам надо провести людей через комнату, где на полу (так уж случилось) расположены маленькие по размеру (но опасные) радиоактивные источники, испускающие разные типы излучения. В Вашем распоряжении (так уж случилось) есть небольшой радиоуправляемый робот на колесиках, созданный для того, чтобы подкатываться и выжимать зубную пасту на зубную щетку. Робот не имеет радиационной защиты и не сможет увезти ничего тяжелее тюбика зубной пасты. Его можно направить в опасную комнату первым. Нарисуйте траекторию движения робота по комнате и запишите план Ваших действий по управлению роботом. Стены комнаты достаточно толстые, и защищают от излучения источников.

О бериллие-10

Многие изотопы образуются в верхних слоях атмосферы Земли под действием космических лучей. Один из них – бериллий-10 - на частичках пыли с дождем попадает на землю. [2,c.170] Период его полураспада 1,5 миллиона лет.
Допишите ядерные реакции, в которых он рождается:
рождение бериллия-10

Какая из этих реакций может быть индикатором ранее проводившихся в данном месте ядерных взрывов?

Анкета «Радиация – угроза и надежда»

Нарисуйте стрелки, соединяющие соответствующие объекты:

Есть радиоактивное вещество. В каких единицах измеряется его активность?______
Где знак радиационной опасности?

Может ли здоровый человек быть радиоактивным?_______
Знаете ли Вы такой прибор – дозиметр?_______
Пользовались ли Вы когда-нибудь дозиметром?_______
(Если ДА, то) В каких единицах он показывает измеренные значения?_______
Больному человеку в аденому предстательной железы ввели несколько радиоактивных источников с изотопом йод-125 (период полураспада 56 дней). Как Вы думаете, зачем?_______________________________________________________________________________
На Марс несколько лет назад с Земли отправили около 5 килограмм окиси плутония-238. Для чего, какВы думаете?
Почему отправили окись плутония, ведь каждый грамм груза требует дополнительноого топлива? __________________________________________________________________

Анкета по радиоэкологии

С конкурса проектов "Энергия будущих поколений-2014", Р.А. Хаджимагомадов

Найди ошибку журналиста

Научным журналистом быть непросто. Хорошую статью для "Аргументов и фактов" в 2011 году написал Белоусов [3, c.14]. А вот по физике в чем-то он ошибся. Найдите его ошибку.

Литература:

1. Вьюков, А.Н. На грани особого риска / А.Н. Вьюков // Курчатовский институт История атомного проекта вып. 4 Москва 1995, с. 73-130
2. Титаева Н.А. Ядерная геохимия: Учебник. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 336 с. ISBN 5-211-02564-4
3. Белоусов А., Наши люди на «вырост»: для «атомного» образования в Россию едут иностранные студенты // АиФ. №49 – 07.12.2011. –с. 14 http://www.aif.ru/society/education/29710 31.01.2015
4. Бражников М.А., Сафронова О.А. Научно-популярный текст в содержании физического образования: явление радиоактивности (к 120-летию открытия А. Беккереля) // Физика в школе,2016, №4. – С. 37-49.
5. Е.В. Владимирова, И.М. Зверева, Н.Ю. Казарина, Л.А. Янин Пропедевтические задания по ядерной физике // Актуальные проблемы преподавания физики в школе и вузе [Электронный ресурс] : материалы Всероссийской научно-методической конференции, 5-6 апреля 2018 года. — Ряз. гос. ун-т имени С.А. Есенина. – Электрон. текстовые дан. Рязань, 2018. — С. 12–17.