Examen setembre 2008 (2) (0)

Examen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Física de les Radiacions
Año del apunte 0
Páginas 5
Fecha de subida 14/06/2014
Descargas 0

Vista previa del texto

Examen final de Física de les Radiacions 5 de setembre de 2008 Llicenciatura de Física QÜESTIONS (1 punt cadascuna) 1.– Indiqueu, de manera esquemàtica, per quins processos físics interacciona la radiació ionitzant amb la matèria en funció del tipus i energia de la radiació. Descriviu de manera resumida (dues línies per a cadascun com a màxim) en què consisteixen aquests processos. Diferencieu entre radiació directament ionitzant i radiació indirectament ionitzant.
2.– Definiu de manera genèrica el concepte d’abast. Analogies i diferències entre abast i longitud de la trajectòria. Definiu i diferencieu els conceptes d’abast promig i abast extrapolat. Per a quin tipus de radiació incident es pot definir l’abast i per a quin no? Justifiqueu la resposta. Per a la radiació de la que no es pugui parlar d’abast, quin concepte físic es pot utilitzar? 3.– Definiu els conceptes d’eficiència intrínseca i d’eficiència absoluta. Com es relacionen entre elles? 4.– Citeu les diferents regions en les que pot treballar un detector de gas, indicant quines d’elles són útils per a la detecció i diferenciant les propietats dels detectors que treballen en les diferents zones. Feu una representació esquemàtica en que es posin de manifest aquestes zones.
5.– Citeu i expliqueu tots els processos que poden tenir lloc i que fan que quan es determina un espectre gamma amb un detector de centelleig real (de tamany mitjà) no aparegui únicament un fotopic nítid.
Indiqueu clarament on tenen lloc els processos físics citats. Marqueu sobre la figura que s’adjunta, que correspon a l’espectre mesurat del 22Na (Eγ1=1369 keV, Eγ2=2754 keV) en un detector de centelleig sòlid de NaI(Tl), en quina regió de l’espectre es posen de manifest aquests efectes.
PROBLEMES 6.– Volem dissenyar un contenidor adequat per una font de 3.7×1011 Bq de 32P dissolta en 50 ml de solució aquosa. El 32P decau a l’estat fonamental del 32S per emissió de partícules β amb una energia promig de 0.70 MeV i una energia màxima de 1.71 MeV.
a) Si el contenidor es fabrica amb polietilè, quin ha de ser el gruix mínim necessari per aturar totes les partícules beta? (0.5 punt) b) Estimeu la fracció d’energia de la partícula beta que es perd per radiació de frenat en l’aigua de la solució aquosa. Justifiqueu perquè no cal tenir en compte la fracció perduda en les parets del contenidor. (0.5 punt) c) Calculeu la taxa d’energia total emesa per la font i la taxa d’energia emesa en forma de fotons de radiació de frenat, en contacte amb la font i a 1.5 m de distància. (0.5 punt) d) Com reduiríeu en un 90% la taxa d’energia a 1.5 m de la font? (0.5 punt) Dades: Polietilè: H4C2, ρPolietilè = 0.93 g·cm-3 Plom: ρPb = 11.4 g·cm-3 Vegeu gràfic i taula S s’irradia amb un flux constant de 155 cm-2·s-1 de neutrons ràpids. La secció eficaç per la reacció 32S(n,p)32P és 0.200 barn, i el període de semidesintegració del 32P és 14.3 dies.
32 a) Quina és l’activitat de saturació del P? (0,5 punts) 32 b) Quant temps ha de transcórrer per a que l’activitat de P sigui ¾ parts de l’activitat de saturació? (0,5 punts) 7.– Una mostra de 3 g de 32 8.– Un comptador Geiger treballa a una pressió de 0.5 atm. La mobilitat d’un electró lliure és 1.5×10-1 m·s-1×m·V-1×atm. El llindar de camp elèctric per a la formació de la descàrrega en el Geiger és 2×106 V/m. Si la geometria és cilíndrica amb un ànode de diàmetre 0.01 cm i un càtode de diàmetre 4 cm, calculeu el temps de deriva d’un electró des del càtode fins a la regió de multiplicació per a una tensió d’alimentació de 1500 V. (2 punts) Coeficients màssics d’atenuació per fotons en Plom Lead Z = 82 ____________________________________ __________________________________ Energy (MeV) (cm2/g) (cm2/g) ____________________________________ Energy (MeV) (cm2/g) (cm2/g) ____________________________________ M5 M4 M3 M2 M1 L3 L2 L1 1.00000E-03 1.50000E-03 2.00000E-03 2.48400E-03 2.48400E-03 2.53429E-03 2.58560E-03 2.58560E-03 3.00000E-03 3.06640E-03 3.06640E-03 3.30130E-03 3.55420E-03 3.55420E-03 3.69948E-03 3.85070E-03 3.85070E-03 4.00000E-03 5.00000E-03 6.00000E-03 8.00000E-03 1.00000E-02 1.30352E-02 1.30352E-02 1.50000E-02 1.52000E-02 1.52000E-02 1.55269E-02 1.58608E-02 1.58608E-02 2.00000E-02 3.00000E-02 5.210E+03 2.356E+03 1.285E+03 8.006E+02 1.397E+03 1.726E+03 1.944E+03 2.458E+03 1.965E+03 1.857E+03 2.146E+03 1.796E+03 1.496E+03 1.585E+03 1.442E+03 1.311E+03 1.368E+03 1.251E+03 7.304E+02 4.672E+02 2.287E+02 1.306E+02 6.701E+01 1.621E+02 1.116E+02 1.078E+02 1.485E+02 1.416E+02 1.344E+02 1.548E+02 8.636E+01 3.032E+01 5.197E+03 2.344E+03 1.274E+03 7.895E+02 1.366E+03 1.682E+03 1.895E+03 2.390E+03 1.913E+03 1.808E+03 2.090E+03 1.748E+03 1.459E+03 1.546E+03 1.405E+03 1.279E+03 1.335E+03 1.221E+03 7.124E+02 4.546E+02 2.207E+02 1.247E+02 6.270E+01 1.291E+02 9.100E+01 8.807E+01 1.131E+02 1.083E+02 1.032E+02 1.180E+02 6.899E+01 2.536E+01 K 4.00000E-02 5.00000E-02 6.00000E-02 8.00000E-02 8.80045E-02 8.80045E-02 1.00000E-01 1.50000E-01 2.00000E-01 3.00000E-01 4.00000E-01 5.00000E-01 6.00000E-01 8.00000E-01 1.00000E+00 1.25000E+00 1.50000E+00 2.00000E+00 3.00000E+00 4.00000E+00 5.00000E+00 6.00000E+00 8.00000E+00 1.00000E+01 1.50000E+01 2.00000E+01 1.436E+01 8.041E+00 5.021E+00 2.419E+00 1.910E+00 7.683E+00 5.549E+00 2.014E+00 9.985E-01 4.031E-01 2.323E-01 1.614E-01 1.248E-01 8.870E-02 7.102E-02 5.876E-02 5.222E-02 4.606E-02 4.234E-02 4.197E-02 4.272E-02 4.391E-02 4.675E-02 4.972E-02 5.658E-02 6.206E-02 1.211E+01 6.740E+00 4.149E+00 1.916E+00 1.482E+00 2.160E+00 1.976E+00 1.056E+00 5.870E-01 2.455E-01 1.370E-01 9.128E-02 6.819E-02 4.644E-02 3.654E-02 2.988E-02 2.640E-02 2.360E-02 2.322E-02 2.449E-02 2.600E-02 2.744E-02 2.989E-02 3.181E-02 3.478E-02 3.595E-02 ...