Question

物理选修3-5
（1）图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是

A

 
A．α和β             B．α和γ              C．β和γ                        D．α、β和γ

（2）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与

2 1

H核碰撞减速，在石墨中与

12 6

C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？

Answer 1

分析：（1）本题考查三种射线的贯穿能力：α射线贯穿能力很差，用一张纸就能把它挡住．β射线贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几厘米厚的铝板．γ贯穿本领更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．
（2）中子与

2 1

H核碰撞，或与

12 6

C核碰撞，简化为弹性碰撞模型，遵守动量守恒和能量守恒，由两大守恒列方程，得到碰撞后中子的速度与重水质量、

12 6

C核质量的关系，再分析哪种减速效果更好．

解答：解：（1）α射线贯穿能力很差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．β射线贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几厘米厚的铝板．γ贯穿本领更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．由于本题目中射线能穿透1mm和3mm的铝板，但不能穿透铅板，故一定不含γ射线，但一定含有β射线，可能含有α射线．故A正确．
故选A．
（2）设中子质量为m_n，靶核质量为m，
由动量守恒定律，得    M_nv₀=M_nv₁+Mv₂
由能量守恒定律   

1

2

Mn

v

2 0

=

1

2

Mn

v

2 1

+

1

2

M

v

2 2

解得：v₁=

Mn-M

Mn+M

v0．
在重水中靶核质量，得：M_H=2M_n
得，V_1H=

Mn-MH

Mn+MH

v0=-

1

3

v0
在石墨中靶核质量：M_c=12M_n，
得，V_1c=

Mn-MC

Mn+MC

v0=

11

13

v0
与水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．
答：（1）A；（2）重水减速效果更好．

点评：对于选修3-5的原子物理部分，一定要多看课本，加强记忆，这是学好这一部分的唯一捷径．